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CN113818235B - 一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用 - Google Patents

一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用

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CN113818235B
CN113818235B CN202110863920.6A CN202110863920A CN113818235B CN 113818235 B CN113818235 B CN 113818235B CN 202110863920 A CN202110863920 A CN 202110863920A CN 113818235 B CN113818235 B CN 113818235B
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Abstract

本发明属于功能织物技术领域，尤其涉及一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用。本发明提供的零重力或反重力防渗漏织物的制备方法，包括以下步骤：在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯溶液，得到表面改性织物；在所述表面改性织物表面涂覆二氧化硅悬浊液；得到二氧化硅改性湿织物；将所述二氧化硅改性湿织物进行干燥，得到所述零重力或反重力防渗漏织物。本发明提供的零重力或反重力防渗漏织物具有自吸力，与液体接触时无需重力作用，即可将液体从一侧吸到另一侧，同时不反流。

Description

一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用
技术领域
本发明属于功能织物技术领域，尤其涉及一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用。
背景技术
纸尿裤、妇女卫生巾等吸收人体分泌物的一次性卫生用品近些年发展迅猛，但是，现有的纸尿裤、卫生巾这类的卫生用品，都是基于重力实现对液体的吸收。当人体处于平躺、零重力、甚至倒立情况(如宇航员、飞行员、平躺病人等所佩带的尿不湿、卫生巾等个人卫生产品)下，由于反重力或零重力的作用下，液体很难做定向运动，而使尿不湿中的导流层无法提供足够的吸液能力，液体出现倒流现象。
现有技术中关于导流层防渗漏的技术大多属于结构设计，例如中国专利CN110279525A公开了一种用于卫生巾或纸尿裤的导流层，包括扩散层、扩散性海绵层、单向导液膜、疏水封边；所述扩散层内部沿圆周设置有若干倾斜孔道，所述倾斜孔道倾斜角度为125-165度，从结构设计的角度对导流层的防渗漏性能进行研究，但是在零重力或反重力使用时，其防渗漏的性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种零重力或反重力防渗漏织物及其制备和应用，本发明提供的零重力或反重力防渗漏织物与液体接触时具有自吸力，无需重力作用即可将液体从一侧吸到另一侧，同时不反流。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种零重力或反重力防渗漏织物的制备方法，包括以下步骤：
在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯溶，得到表面改性织物；
在所述表面改性织物表面涂覆二氧化硅悬浊液，得到二氧化硅改性湿织物；
将所述二氧化硅改性湿织物进行干燥，得到所述零重力或反重力防渗漏织物。
优选的，所述二氧化硅悬浊液的质量浓度为2～4g/L。
优选的，所述二氧化硅悬浊液中二氧化硅的粒径为≤600nm。
优选的，所述二氧化硅悬浊液的涂覆量为0.01～0.2L/m2。
优选的，所述聚氨酯溶液的质量百分比为20～50wt.％。
优选的，所述粘接剂溶液的涂覆量为0.1～0.5L/m2。
优选的，涂覆粘接剂溶液时和涂覆二氧化硅悬浊液时的涂覆距离独立为20～30cm，涂覆压力独立为0.5～1.5MPa，涂覆时间独立为20～300s。
优选的，所述干燥的温度为45～60℃。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的零重力或反重力防渗漏织物，包括亲水织物层和粘接于所述亲水织物层上的疏水二氧化硅颗粒。
本发明提供了上述技术方案所述的零重力或反重力防渗漏物质在吸收人体分泌物的一次性卫生用品中的应用。
本发明提供了一种零重力或反重力防渗漏织物的制备方法，包括以下步骤：在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯溶液，得到表面改性织物；在所述表面改性织物表面涂覆二氧化硅悬浊液，得到二氧化硅改性湿织物；将所述二氧化硅改性湿织物进行干燥，得到所述零重力或反重力防渗漏织物。本发明提供制备方法首先在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯溶液，提升亲水纤维表面的粘结能力，然后涂覆二氧化硅悬浊液后干燥，在亲水纤维表面粘结疏水的二氧化硅颗粒，从而在亲水织物基材表面形成由表至里的疏水-亲水梯度结构，表面为疏水的二氧化硅颗粒，里层为亲水纤维；而且随着由表至里的深度变化，二氧化硅颗粒的致密程度不断减小，表面的二氧化硅颗粒排列最密，逐渐由致密变形稀松，在亲水织物表面形成毛细管通道产生毛细现象，实现表面液体无重力作用时的渗透；同时，亲水织物最外层是疏水的、致密二氧化硅颗粒形成的疏水层，有效阻止进入亲水纤维内部的液体发生反渗透，因此，本发明提供的零重力或反重力防渗漏织物具有自吸力，与液体接触时无需重力作用，即可将液体从一侧吸到另一侧，同时不反流。由实施例的结果表明，本发明提供的零重力或反重力防渗漏织物能够在零重力或反重力时实现对液体的吸收并能够防渗漏。
本发明提供的制备方法以现有的亲水织物为基材，易于操作，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例制备零重力或反重力防渗漏织物的流程示意图；
图2为本发明实施例1的亲水织物基材的电镜照片；
图3为本发明实施例1制备的产品的电镜照片；
图4为本发明实施例1的亲水织物基材的线粗糙曲线；
图5为本发明实施例1制备的产品的线粗糙曲线；
图6为本发明实施例1的亲水织物基材的激光扫描共聚焦显微镜照片；
图7为本发明实施例1制备的产品的激光扫描共聚焦显微镜照片；
图8为本发明实施例制备的产品在重力作用下的液体吸收过程；
图9为本发明实施例1制备的的产品在反重力时的液体吸收过程；
图10为本发明实施例1制备的产品重力作用下正相和反相的透水和阻水实验结果；
图11为本发明实施例1制备的产品在反重力作用时的侧视和底视对照图。
具体实施方式
本发明提供了一种零重力或反重力防渗漏织物的制备方法，包括以下步骤：
在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯溶液，得到表面改性织物；
在所述表面改性织物表面涂覆二氧化硅悬浊液，得到二氧化硅改性湿织物；
将所述二氧化硅改性湿织物进行干燥，得到所述零重力或反重力防渗漏织物。
在本发明中，如无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明在亲水织物基材表面涂覆(以下称为第一涂覆)聚氨酯溶液，得到表面改性织物。
本发明对所述亲水织物基材的种类和来源没有特殊要求；在本发明中，所述亲水织物基材优选为用于人体分泌物的一次性卫生用品的导流层的亲水织物或其他用途的亲水织物，在本发明中，所述人体分泌物的一次性卫生用品优选包括女性经期卫生用品和/或排泄物卫生用品；在本发明中，所述亲水织物基材优选包括由亲水纤维制造得到的针织物或机织物、或非织造布；所述非织造布优选为热风非织造布；在本发明中，构成所述亲水织物的亲水纤维优选为棉纤维、粘胶纤维、聚乙烯醇纤维和醋酸纤维中的一种或几种。
在本发明中，所述聚氨酯溶液的质量百分比优选为20～50wt.％，更优选为25～45wt.％；所述聚氨酯溶液优选为聚氨酯水溶液。
本发明优选采用聚氨酯水溶液作为粘结剂溶液，安全无害，可用于人体分泌物的一次性卫生用品。
在本发明中，所述聚氨酯溶液的涂覆量优选为0.1～0.5L/m2，更优选为0.2～0.4L/m2。
在本发明中，所述第一涂覆优选为喷涂，所述喷涂的距离优选为20～30cm，更优选为21～28cm，最优选为25cm；涂覆压力优选为0.5～1.5MPa，更优选为0.6～1.2MPa，最优选为1MPa；涂覆时间优选为20～300s，更优选为内50～200s，最优选为120s。在本发明中，所述第一涂覆的方式优选喷涂，所述喷涂优选通过喷涂枪进行，本发明对所述喷涂的具体实施过程没有特殊要求。
得到表面改性织物后，本发明在所述改性织物表面涂覆(以下称为第二涂覆)二氧化硅悬浊液，得到二氧化硅改性湿织物。
在本发明中，所述二氧化硅悬浊液的质量浓度优选为2～4g/L，更优选为2.5～3.5g/L；所述二氧化硅悬浊液中二氧化硅的粒径优选为≤600nm，更优选为100～500nnm。
在本发明中，所述二氧化硅悬浊液中的溶剂优选为低级醇，更优选为乙醇。本发明优选采用乙醇作为二氧化硅悬浊液的溶剂，安全无害，可用于人体分泌物的一次性卫生用品。
在本发明中，所述二氧化硅悬浊液的制备方法优选包括以下步骤：将二氧化硅和溶剂超声混合，得到所述二氧化硅悬浊液；在本发明中，所述超声混合的温度优选为室温，当所述二氧化硅悬浊液的质量浓度优选为2～4g/L时，所述超声混合的时间优选为3～5h；本发明对所述超声混合的具体实施过程没有特殊要求。
在本发明中，所述二氧化硅悬浊液的涂覆量优选为0.01～0.2L/m2，更优选为0.05～0.15L/m2。
在本发明中，所述第二涂覆时的涂覆距离优选为20～30cm，更优选为21～28cm，最优选为25cm；涂覆压力优选为0.5～1.5MPa，更优选为0.6～1.2MPa，最优选为1MPa；涂覆时间优选为20～300s，更优选为内50～200s，最优选为120s。在本发明中，所述第二涂覆的方式优选喷涂，所述喷涂优选通过喷涂枪进行，本发明对所述喷涂的具体实施过程没有特殊要求。
得到二氧化硅改性湿织物后，将所述二氧化硅改性湿织物进行干燥，得到所述零重力或反重力防渗漏织物。
在本发明中，所述干燥的温度优选为45～60℃，本发明对所述干燥的时间没有特殊要求，直至干燥至恒重。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法得到的零重力或反重力防渗漏织物，包括亲水织物层和粘接于所述亲水织物层上的疏水二氧化硅颗粒。
在本发明中，所述二氧化硅的粒径优选≤600nm，更优选为100～500nnm。
在本发明中，所述零重力或反重力防渗漏织物具有由表至里的疏水-亲水梯度结构，表面为疏水的二氧化硅颗粒，里层为亲水纤维；而且随着由表至里的深度变化，二氧化硅颗粒的致密程度不断减小，表面的二氧化硅颗粒排列最密，逐渐由致密变形稀松，在亲水织物表面形成毛细管通道产生毛细现象，实现表面液体无重力作用时的渗透；同时，亲水织物最外层是疏水的、致密二氧化硅颗粒形成的疏水层，有效阻止进入亲水纤维内部的液体发生反渗透。
本发明提供了上述技术方案所述的零重力或反重力防渗漏织物在吸收人体分泌物的一次性卫生用品中的应用。
在本发明中，所述应用优选作为人体分泌物的一次性卫生用品的导流层织物，所述人体分泌物的卫生用品优选包括女性经期卫生用品和/或排泄物卫生用品，具体包括卫生巾、纸尿裤或纸尿片。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备20wt％的PU水溶液，将二氧化硅和乙醇室温超声混合3小时，得到2g/L的二氧化硅悬浊液，分别放入喷枪中备用；
在热风非织造布上喷涂PU水溶液，喷涂距离为20cm，喷涂压力为0.5MPa，喷涂时间为20s，喷涂量为0.5L/m2，得到改性非织造布；
在改性非织造布上喷涂二氧化硅悬浊液，喷涂距离为20cm，喷涂压力为0.5MPa，喷涂时间为20s，喷涂量为0.2L/m2，得到二氧化硅改性非织造布；
将二氧化硅改性非织造布在50℃干燥之恒重，得到零重力或反重力防渗漏织物。
图2为为本发明实施例1的亲水织物基材的电镜照片；图3为本发明实施例1制备的产品的电镜照片；由图2和图3可以看出，未进行喷涂之前非织造布中的亲水纤维表面光滑，经过两次喷涂制得的零重力或反重力防渗漏织物纤维表面负载二氧化硅颗粒表面粗糙，表面二氧化硅成功负载在织物的表面，形成了疏水-亲水梯度结构，实现表面液体无重力作用时的渗透。
实施例2
制备25wt％的PU水溶液，将二氧化硅和乙醇室温超声混合4小时，得到3g/L的二氧化硅悬浊液，分别放入喷枪中备用；
按照图1所示流程，在棉织物上喷涂PU水溶液，喷涂距离为25cm，喷涂压力为0.5MPa，喷涂时间为20s，喷涂量为0.5L/m2，得到改性非织造布；
在改性非织造布上喷涂二氧化硅悬浊液，喷涂距离为25cm，喷涂压力为1.5MPa，喷涂时间为180s，喷涂量为0.2L/m2，得到二氧化硅改性非织造布；
将二氧化硅改性非织造布在50℃干燥之恒重，得到零重力或反重力防渗漏织物。
实施例3
制备40wt％的PU水溶液，将二氧化硅和乙醇室温超声混合5小时，得到4g/L的二氧化硅悬浊液，分别放入喷枪中备用；
按照图1所示流程，在棉织物上喷涂PU水溶液，喷涂距离为30cm，喷涂压力为1MPa，喷涂时间为300s，喷涂量为0.5L/m2，得到改性非织造布；
在改性非织造布上喷涂二氧化硅悬浊液，喷涂距离为30cm，喷涂压力为1MPa，喷涂时间为300s，喷涂量为0.2L/m2，得到二氧化硅改性非织造布；
将二氧化硅改性非织造布在50℃干燥之恒重，得到零重力或反重力防渗漏织物。
实施例4
制备50wt％的PU水溶液，将二氧化硅和乙醇室温超声混合3小时，得到3g/L的二氧化硅悬浊液，分别放入喷枪中备用；
按照图1所示流程，在棉织物上喷涂PU水溶液，喷涂距离为25cm，喷涂压力为1.5MPa，喷涂时间为20s，喷涂量为0.5L/m2，得到改性非织造布；
在改性非织造布上喷涂二氧化硅悬浊液，喷涂距离为25cm，喷涂压力为1.5MPa，喷涂时间为20s，喷涂量为0.2L/m2，得到二氧化硅改性非织造布；
将二氧化硅改性非织造布在50℃干燥之恒重，得到零重力或反重力防渗漏织物。
测试例1
测试实施例1的亲水织物基材和产品的线粗糙曲线并采用电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜拍照，得到结果如图2～7；由图2～7可以得出，未经处理的织物表面光滑，表面轮廓较为平整且没有荧光涂层；喷涂后，织物表面有二氧化硅纳米颗粒，较为粗糙，线粗糙曲线变化明显，且有一层薄的荧光指示涂层，即为喷涂涂层。
测试例2
对实施例1制备的产品在重力和反重力情况下进行液体吸收实验，图8为本发明实施例制备的产品在重力作用下的液体吸收过程；图9为本发明实施例1制备的的产品在反重力时的液体吸收过程；由图8和图9可以得出，本发明实施例制备的产品的透水速度无论在重力下还是反重力下相差不大，表明无论是在重力下还是反重力下，实施例1产品的水透过的作用力主要来自于产品内部亲疏水梯度引起的吸引力。
图10为本发明实施例1制备的产品重力作用下正相和反相对液体的透水和阻水的实验结果；通过透水实验，可以得出，水可以从正向透过织物，并在织物内部可以看到水的聚集；通过反相阻水实验，表明在重力的作用下，水只能在织物的反相表面停留，而不能透过织物。
图11为本发明实施例1制备的产品在反重力作用时的侧视和底视对照图；从侧视图可以得出，水滴在织物上由下至上通过，一直到达亲水纤维内部；从底视可以看出，由于反重力吸附的作用，水逐渐透过织物，润湿面积增大；因此，在反重力的情况下，实施例制备的产品可以吸附液体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种零重力或反重力防渗漏织物的制备方法，包括以下步骤：
在亲水织物基材表面涂覆聚氨酯水溶液，提升亲水纤维表面的粘结能力，得到表面改性织物，所述聚氨酯水溶液的质量百分比为20~50wt.%，所述聚氨酯水溶液的涂覆量为0.1~0.5L/m2；
在所述表面改性织物表面涂覆二氧化硅悬浊液后干燥，在亲水纤维表面粘结疏水的二氧化硅颗粒，在亲水织物基材表面形成由表至里的疏水-亲水梯度结构，得到所述零重力或反重力防渗漏织物，所述零重力或反重力防渗漏织物包括亲水织物和粘结于所述亲水织物上的疏水的二氧化硅颗粒，所述二氧化硅悬浊液的质量浓度为2~4g/L，所述二氧化硅悬浊液中二氧化硅的粒径为100~500nm，所述二氧化硅悬浊液的涂覆量为0.01~0.2L/m2。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，涂覆聚氨酯水溶液和涂覆二氧化硅悬浊液的方法为喷涂，喷涂聚氨酯水溶液和喷涂二氧化硅悬浊液时的涂覆距离独立为20~30cm，涂覆压力独立为0.5~1.5MPa，涂覆时间独立为20~300s。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为45~60℃。
4.权利要求1~3任一项所述制备方法得到的零重力或反重力防渗漏织物，包括亲水织物和粘结于所述亲水织物上的疏水的二氧化硅颗粒。
5.权利要求4所述的零重力或反重力防渗漏织物在吸收人体分泌物的一次性卫生用品中的应用。
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