一种复合结构的卫生巾面层用水刺无纺布及其制备方法与流程

本发明属于非织造布领域，具体涉及一种复合结构的卫生巾面层用水刺无纺布及其制备方法。

背景技术：

1、卫生巾一般由面层、吸收层和底层三部分组成。作为卫生巾的面层材料，要求其柔软性，亲肤性，有优异的透水性，能快速的将经期产生的血液吸收并且传递到吸收层中，并能阻止液体反渗回卫生巾的表面，即卫生巾的面层材料要具备亲肤性和单向导湿功能。水刺无纺布相比于纺粘无纺布具有柔软的手感、蓬松性好、不易起毛、对皮肤无刺激等特点，在卫生巾的面层材料中得到广泛使用。现阶段卫生巾用水刺无纺布面层材料多以棉或粘胶纤维原料为主，棉和粘胶纤维柔软性、亲肤性较好，但是由于棉和粘胶纤维本身具有良好的吸水性，应用在卫生巾上时吸液后回渗量大，表面会变得非常潮湿，不具备优异的单向导湿功能，导致舒适性较差。聚丙烯由于结构规整，表面无极性基团，疏水性较好，与亲水性佳的纤维做上下层复合无纺布时的单向导湿性较好，但是亲肤性、柔软性欠佳，因此限制了其在卫生巾面层材料中的应用。

2、中国专利cn202211120117.4公开了一种柔软干爽水刺无纺布及其制备方法，由里到外包括棉纤维无纺布、改性聚丙烯无纺布和粘胶纤维无纺布；棉纤维无纺布具有一定的吸湿性，在粘胶纤维无纺布上引入改性磷腈，使粘胶纤维无纺布吸湿性强于棉纤维无纺布，使得水刺无纺布具有导湿能力。该无纺布的单向导湿性虽然较好，但是含硅、磷等改性剂的引入会降低亲肤性。

3、因此有必要开发一种既具有亲肤性、柔软性又快速单向导湿的卫生巾面层用水刺无纺布。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术中卫生巾面层的无纺布无法兼具快速单向导湿和亲肤性的缺点，本发明提供一种复合结构的卫生巾面层用水刺无纺布及其制备方法。本发明以改性聚丙烯与聚丙烯(pp)以皮芯结构进行双组份纺丝，制得柔软亲肤、疏水的第一纤维网层；以亲水改性聚酯通过异型喷丝孔进行纺丝，制得亲水的第二纤维网层；再将第一纤维网层和第二纤维网层通过水刺工艺加固得到卫生巾面层用复合水刺无纺布；两面纤维网层的亲疏水差异大，形成差动毛细效应，实现材料的单向导水的同时保持亲肤性、柔软性。

2、为实现上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种复合结构的卫生巾面层用水刺无纺布，包括水刺缠结的第一纤维网层和第二纤维网层，所述第一纤维网层由皮芯结构的双组份纤维构成，所述双组分纤维的皮层为改性聚丙烯，芯层为聚丙烯，所述第二纤维网层由十字型结构的亲水聚酯纤维构成；所述改性聚丙烯是聚醚丙烯酸酯接枝改性聚丙烯；所述亲水聚酯是原位聚合法改性共聚酯。

4、进一步地，第一纤维网层和第二纤维网层的面密度独立地为8-15g/m2。

5、进一步地，第一纤维的纤度1.5-2.5dtex，长度30-50mm，第二纤维的纤度1.0-1.5dtex，长度30-50mm。

6、所述皮芯结构的双组份纤维中，改性聚丙烯与聚丙烯的质量比是10-30:90-70。

7、所述改性聚丙烯为聚醚丙烯酸酯接枝改性聚丙烯，聚醚丙烯酸酯的用量是聚丙烯的10-25wt％。

8、优选的，所述聚醚丙烯酸酯的数均分子量为300-800，例如选用甲氧基聚乙二醇(400)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(600)丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯中的至少一种。接枝的分子链过长会影响流动性和强度性能，分子链过短达不到所要求的柔性性能。

9、进一步地，改性聚丙烯通过以下步骤的制备方法制得：将干燥的聚丙烯切片、聚醚丙烯酸酯和引发剂混合均匀，熔融接枝制得改性聚丙烯。

10、进一步地，聚丙烯切片与聚醚丙烯酸酯的干燥在烘箱中进行，在60-80℃干燥5-15h；引发剂选自过氧化二特丁基、过氧化二异丙苯中至少一种，引发剂用量为聚丙烯切片的0.1-0.2wt％；所述熔融接枝在转矩流变仪中进行，反应温度200-220℃，转速70-80r/min；反应结束后，产物经过冷却，造粒得到。

11、所述亲水聚酯由对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、聚乙二醇在催化剂、稳定剂的作用下共聚而成；间苯二甲酸的用量是对苯二甲酸的5-10wt％，间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠的用量是对苯二甲酸的5-15wt％，聚乙二醇的分子量为1000-2000，用量是对苯二甲酸的5-10wt％；所述催化剂是三氧化二锑或醋酸锑，用量是对苯二甲酸的0.03-0.04wt％；稳定剂是磷酸三甲酯，用量是对苯二甲酸的0.01-0.02wt％。

12、所述亲水聚酯通过以下步骤的制备方法制得：

13、(1)在搅拌状态下，将对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸加入打浆釜，乙二醇与酸的摩尔比控制在1.2-1.5，加入催化剂、稳定剂得到混合均匀得浆料；

14、(2)浆料导入带搅拌的酯化釜在245-255℃下进行酯化反应，控制分馏柱的柱顶温不超过110℃，酯化毕后加入间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、聚乙二醇，釜温升至230-250℃时导入带搅拌的缩聚釜中。

15、(3)在真空泵作用下，保持缩聚釜内压力在50pa以下进行缩聚反应，控制釜温在270-280℃下反应3-4小时。

16、(4)反应结束停止搅拌，并用高纯氮解除真空，升高压力至0.2-0.5mpa,从铸带头铸条，经冷却水后用切粒机造粒成亲水聚酯切片。

17、本发明第二个目的提供上述复合结构的卫生巾面层用水刺布的制备方法，包括以下步骤：

18、(s1)第一纤维网层：将改性聚丙烯切片送入挤出机进行加热熔融，经熔体过滤器、熔体输送管道、计量泵进入纺丝模头，经过纺丝模头均匀分配到第一纺丝组件；将聚丙烯切片送入挤出机进行加热熔融，过滤器、挤出、经计量泵进入纺丝模头，均匀分配到第二纺丝组件；在出口处进行复合纺丝，经冷却、拉伸、卷绕、切断，制成皮芯结构的双组份纤维，其中皮层为改性聚丙烯，芯层为聚丙烯；将双组份纤维开松、梳理形成第一纤维网层。

19、(s2)第二纤维网层：将亲水聚酯切片送入挤出机进行加热熔融，过滤器、挤出、经计量泵进入纺丝模头，均匀分配到十字型纺丝组件；在出口处进行复合纺丝，经冷却、拉伸、卷绕、切断，制成十字型亲水聚酯纤维；将十字型结构的亲水聚酯纤维开松、梳理形成第二纤维网层。

20、(s3)水刺无纺布：将第一纤维网层、第二纤维网层复合，经水刺加固、烘干、成卷即得到卫生巾面层用复合水刺无纺布。

21、步骤(s3)中的复合方式选择交叉铺网或平行铺网中的一种，所述水刺压强4-10mpa,水刺道数3-6道。

22、本发明的机理阐述如下：

23、皮芯结构的双组份纤维是两组分以皮芯形式排布的复合纤维，它由两种性能或结构不同的聚合物沿纤维轴向以一种组分包围另一种组分复合而成，兼具两种纤维的特点。聚丙烯结构规整，表面无极性基团，透水性较好，但是亲肤性、柔软性欠佳，通过熔融接枝反应在聚丙烯大分子链上接枝上柔性的长分子链，柔性长分子链的引入破坏了聚丙烯的结构规整性，提升了柔软性，但是改性聚丙烯纤维成本高，过多柔性长分子链的引入也会降低强度。再将改性聚丙烯与聚丙烯以皮芯结构进行复合纺丝；聚丙烯做芯层，提供了较高的断裂强度；改性聚丙烯做皮层，与皮肤直接接触，保持良好疏水性的同时提供了较好的柔软性。同时，由于改性聚丙烯与未改性聚丙烯的热收缩性能有差异，在纺丝过程中会发生不同程度的收缩而产生三维螺旋卷曲，进一步提高蓬松、柔软性，也即，即使引入较少的柔性长分子链也能够达到要求的蓬松、柔软性。从而，将改性聚丙烯/聚丙烯的皮芯结构复合纺丝、铺网制得第一纤维网具备优异的亲肤性、疏水性和强度性能，与皮肤接触，舒适度高。

24、聚酯的力学性能和耐化学性能良好、成本低廉，但结晶性较好、缺少亲水基团，导致其吸水性欠佳。而十字型结构的纤维表面纵向分布着较多的沟槽，比表面积大，沟槽的存在会增大纤维内部的孔隙，从而能形成毛细管作用，从而使纤维能快速吸水、输水。将聚酯与含有亲水基团的单体进行共聚改性，结合喷丝板微孔的形状设计，可纺制快速吸水、输水的纤维，将其作为下层的第二纤维网具备良好的吸湿性。

25、将上述良好疏水性、亲肤性的第一纤维网与良好吸湿性的第二纤维网复合，形成疏水层-亲水层的复合结构无纺布，其差动毛细效应和润湿梯度效应使无纺布在厚度方向上形成附加压力差，可实现单向导水的同时并保持良好的亲肤性。进一步优选的，本发明的第一纤维网层中采用了聚醚丙烯酸酯改性的聚丙烯作为皮层，聚醚丙烯酸酯链段与第二纤维网层的亲水性聚酯之间有良好的相容性，当二者接触时，更加有利于将第一纤维层的水导入到第二纤维网层。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

27、本发明水刺无纺布包括的第一纤维网和第二纤维网，第一纤维网是皮芯结构的改性聚丙烯/聚丙烯双组份纤维，皮层改性聚丙烯提供柔软性、疏水性，芯层聚丙烯提供了较高的断裂强度，二者以皮芯结构进行纺丝时，在纺丝过程中会发生不同程度的收缩而产生三维螺旋卷曲，使其蓬松、柔软，进而的制备的第一纤维网亲肤又疏水；第二纤维网是十字型结构的亲水聚酯纤维，通过原位聚合法引入亲水性基团制得亲水聚酯，同时结合十字型喷丝孔设计，进而赋予第一纤维网优异的吸水性、疏水性；再将第一纤维网层和第二纤维网层通过水刺工艺加固得到卫生巾面层用水刺无纺布；两面纤维网层的亲疏水差异大，形成差动毛细效应，实现了材料的单向导水的同时具备柔软、亲肤性。