专利名称：：应用具有高能量保持率的弹性氨纶纤维的一次性卫生用品的制作方法
技术领域：
：本发明涉及使用能量保持率比常规纤维高的氨纶纤维的一次性卫生用品，由此改善穿着舒适性和功能性。
背景技术：
：—次性卫生用品因其方便性而得到越来越多的使用。例如，一次性尿布在尺寸、适用性和形状方面，从婴儿尿布到成人尿布应有尽有。近来，短裤形式的拉拉裤(pull-up)式尿布已比简单平直的尿布得到了更广泛的使用。弹性体被用于此类型的一次性尿布，以获得弹性和穿着舒适性。橡胶类弹力纱或聚氨酯类氨纶纤维得到了广泛使用，其主要用在腿的襟翼(flap)部分和翻边(cuff)部分，在侧片和腰带则使用可伸长的无纺布。腿的襟翼部分和翻边部分对尿布的功能性和穿着舒适性有影响，这取决于所使用的弹力纱的物理性质。如今，尿布制造商正为开发具有改进的柔韧性和穿着舒适性的弹力纱进行不懈努力，以便生产出附加值更高的尿布。—次性尿布的翻边部分首先预防了液体排出物的泄漏，而腿的襟翼部分则再次预防了液体排出物的泄漏。由于这两个部分紧贴身体，因而对于穿着舒适性具有直接影响。如果所用弹力纱太紧，则会导致穿着舒适性劣化，在腿部周围形成红印，相反，如果弹力纱太松，则液体排出物将从尿布中泄漏出来。也就是说，若为预防液体排出物泄漏到外面而对尿布应用了过度伸长的弹力纱，则会提高弹力纱的紧度，但导致穿着不舒适，并在皮肤上造成红印和疼痛。另一方面，若对尿布应用了较少伸长的弹力纱，则穿着舒适性将得到改善，但会引起泄漏的问题。因此，为同时改进功能性和穿着舒适性，弹力纱需要具有足够的柔韧性以便能够在拉伸时容易地伸长，并能够一直紧贴在身体上。这与弹力纱的能量保持率密切相关。本说明书中的能量保持率是指S2与SI的比值(S2/S1X100%)。SI是使弹力纱反复伸长300%(例如，使10cm伸长至40cm)五次时，在第五次伸长200%时(例如，在使10cm伸长至30cm时)的张力值。S2则是当弹力纱收縮时伸长200%(例如，在使10cm伸长至30cm时)的张力值。能量保持率(S2/S1X100%)表明弹力纱伸长的容易程度及其贴附在皮肤上的紧密程度。该值越大，则用越少的能量就可使弹力纱平滑地伸长，并且当收縮时其会一直紧贴皮肤，既实现功能性，又获得穿着舒适性。在常规的弹力纱中，橡胶类弹力纱具有最好的功能性和穿着舒适性。橡胶类弹力纱具有70%80%的高能量保持率，因而比之前所用的任何其它弹力纱都具有更好的穿着舒适性和功能性。然而，其具有以下缺点因尿布生产过程中纱线的切割，其工艺品质相对次于氨纶纤维，并且具有较差的化学品耐受性。在经济可行性方面，单位重量的橡胶类弹力纱的价格低于氨纶纤维，但实际上，用于制造一块尿布所需的橡胶类弹力纱的量比所需氨纶纤维的量的三倍还多，因此，实际上在制造一块尿布时，使用橡胶类弹力纱不如使用氨纶纤维经济。此外，用于如尿布或卫生巾等一次性卫生用品的氨纶纤维大多不能同时实现穿着舒适性和功能性，因为它们的能量保持率小于65%。S卩，若较松地使用弹力纱来改善穿着舒适性，则液体排出物泄漏的可能性增加，而若较紧地使用弹力纱来防止泄漏，则紧度会大到在皮肤上形成红印。因此，如果在如尿布或卫生巾等一次性卫生用品中使用具有与橡胶类弹力纱的能量保持率相当的高能量保持率的氨纶纤维，则可生产出品质更佳的一次性卫生用品，从而解决上文中所提到的所有缺点。通常，氨纶纤维作为由包含85重量％以上具有链段的聚氨酯的聚合物制备的具有高弹性的聚氨酯纤维而广为人知。用于如尿布和卫生巾等一次性卫生用品的常规的氨纶纤维是通过以下方式生产的通用氨纶纤维将有机二异氰酸酯与聚合物二醇反应以制备预聚物，将预聚物溶解在有机溶剂中，并将获得的溶液与二胺和/或单胺反应。使用二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯、二苯甲烷_2，4'-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，6_二异氰酸己烷、2，2-二(4-异氰酸苯基)丙烷、1，1'-亚甲基二(4-异氰酸环己烷)、l，4-二异氰酸环己烷或它们的混合物作为二异氰酸酯。100%的聚四氢呋喃通常作为聚合物二醇用于生产能量保持率低于65%的氨纶。然而，在使用上述通用氨纶纤维时，不能同时实现功能性和穿着舒适性。因此，能使氨纶纤维具有与橡胶类弹力纱相似的高能量保持率的技术是极其重要的。在现有技术中，使用新戊二醇或3_甲基四氢呋喃的聚四氢呋喃共聚物被用来代替100%的聚四氢呋喃作为聚合物二醇，由此提高能量保持率。例如，美国专利第5，000，899号公开了一种生产氨纶的方法。该方法中，在使用3-甲基四氢呋喃和四氢呋喃的无规共聚物来形成柔性链段后，将乙二胺和2-甲基戊二胺用作增链剂以生产氨纶纤维。然而，在使用该方法生产氨纶时，在生产的纱线的存储过程中会出现因纱线之间的高粘附力而粘连的问题，若将其应用于尿布制造工艺，则会因纱线退巻品质较差而导致回流纱线断裂，由此使该工艺难以运转。另一相关技术，即美国专利第2006/281891A号，公开了一种通过使用聚四氢呋喃作为引发剂并使用下述聚合物二醇来生产氨纶的方法，所述聚合物二醇通过聚合氧化烯和内酯单体的混合物而制得。使用该方法，氨纶可以具有高能量保持率和良好的纱线退巻品质，因为纱线之间的粘附力较低。因此，将根据上述生产具有高能量保持率的氨纶的技术所生产的氨纶用于如尿布和卫生巾等一次性卫生用品，可以同时实现功能性和穿着舒适性，并且会生产出比使用橡胶类弹力纱制成的产品经济得多的产品。
发明内容技术问题本发明的目的在于提供能量保持率为70%以上的氨纶，和提供应用能量保持率与橡胶类弹力纱相当的氨纶的一次性卫生用品，以同时实现一次性卫生用品所需的功能性和穿着舒适性。技术方案本发明的氨纶弹力纱适用于如尿布和卫生巾等一次性卫生用品，其中，该氨纶纤维具有70%以上的能量保持率，由此具有比常规纤维更佳的功能性和穿着舒适性。根据本发明的一个优选实施方式，可以提供使用能量保持率为70%以上的聚氨酯类氨纶弹力纱的一次性卫生用品。根据本发明的另一优选实施方式，可以提供应用能量保持率为70%以上的聚氨酯类氨纶弹力纱的尿布，特别是，可以将聚氨酯类氨纶弹力纱应用于尿布的腿的襟翼部分和翻边部分。此外，除了尿布的腿的襟翼部分和翻边部分之外，该弹力纱还可适当应用于尿布的其它部分，即，应用于尿布的腰部或体部，而不存在任何具体限制。根据本发明的另一优选实施方式，该弹力纱是通过下述方式生产的聚氨酯类弹力纱将有机二异氰酸酯与聚合物二醇反应以制备预聚物，将该预聚物溶解在有机溶剂中，和将获得的溶液与二胺和单胺反应。根据本发明的另一实施方式，所述聚合物二醇是在将聚四氢呋喃作为引发剂的条件下聚合氧化烯和内酯单体的混合物得到的聚醚酯二醇。根据本发明的另一实施方式，所述聚合物二醇是在将聚四氢呋喃作为引发剂的条件下聚合氧化烯和内酯单体的混合物得到的共聚物，或者将聚四氢呋喃以所述聚合物二醇总重的0.1重量％50重量％的比例加入所述共聚物中。根据本发明，所述有机二异氰酸酯选自由二苯甲烷-4，4'_二异氰酸酯、二苯甲烷-2，4-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、l，6-二异氰酸己烷、2，2-二(4-异氰酸苯基)丙烷、l，l'-亚甲基二(4-异氰酸环己烷)、l，4-二异氰酸环己烷和它们的混合物组成的组。根据本发明，可以将能量保持率为70%以上的聚氨酯类氨纶弹力纱应用于卫生巾。有利效果如果将本发明的具有高能量保持率的氨纶纱用于如尿布或卫生巾等一次性卫生用品，可以生产出具有功能性和穿着舒适性的用品，其中，使用常规氨纶纤维时所出现的红印的问题可以得到解决，并且液体排出物可以保持在尿布的衬垫内，同时令使用者感觉良好和舒适。此外，有希望的是，使用氨纶纱代替相对昂贵的橡胶类弹力纱可以有助于提高尿布制造业的经济效益。图1示意性地显示了应用本发明的弹力纱的一次性尿布的局部平面图。具体实施例方式接下来将详细描述本发明。图1显示了将本发明的氨纶弹力纱应用于腿的襟翼部分12和翻边部分11的一次性尿布的示意性实施方式。尿布的翻边部分首先预防了尿布中液体排出物从其中泄漏出来，而腿的襟翼部分则再次预防了液体排出物的泄漏。襟翼部分和翻边部分这两个部分对于穿着舒适性具有直接影响，因为它们紧贴在皮肤上。如果使用的弹力纱过紧，则穿着舒适性劣化，并在腿周围造成红印，而如果使用的弹力纱过松，则液体排出物可能从尿布中泄漏出来。因此，为同时实现穿着舒适性和功能性，弹力纱需要具有下述物理性质，即，足够的柔韧性以便能够在拉伸时容易地伸长，同时能够一直紧贴在身体上。所述性质与弹力纱的能量保持率密切相关。因此，对于氨纶弹力纱而言理想的是具有与橡胶类弹力纱相似的70%氨纶纤维可以通过如现有技术所公开的下述方式生产将有机二异氰酸酯与聚合物二醇反应制备预聚物，将预聚物溶解在有机溶剂中，并将获得的溶液与二胺和单胺反应。构成聚氨酯的柔性部分的聚合物二醇可以使用通过在将聚四氢呋喃作为引发剂的条件下聚合氧化烯和内酯单体的混合物而生产的聚合物二醇。作为另外一种选择，也可以使用含有3_甲基四氢呋喃或新戊二醇的聚四氢呋喃共聚物。在本发明中，理想的是，氧化烯选自由氧化乙烯、1，2-氧化丙烯和1，2-氧化丁烯组成的组。内酯单体可以是丁内酯或己内酯，优选己内酯。优选的是，在聚合物二醇分子中，氧化烯和内酯单体的总含量为20重量％80重量％。当总含量小于20重量％时，氨纶的能量保持率劣化，而当总含量大于80重量％时，纱线生产过程中会出现如纱线切断等问题。优选的是，氧化烯与内酯单体的摩尔比为30/7095/5。如果该比例小于30/70，则能量保持率较差，如果该比例大于95/5，则纱线的强度变弱，导致纱线切断。优选的是，本发明中的聚合物二醇的数均分子量为8004000。如果数均分子量小于800，则断裂伸长率降低，相反，如果分子量大于4000，则粘度增加，并且合成聚氨酯树脂将变困难。有机二异氰酸酯可优选地选自由二苯甲烷_4，4'-二异氰酸酯、二苯甲烷-2，4'-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，6-二异氰酸己烷、2，2-二(4-异氰酸苯基)丙烷、1，1'-亚甲基二(4-异氰酸环己烷)、l，4-二异氰酸环己烷和它们的混合物组成的组。用作增链剂的二胺可以包括乙二胺、丙二胺和肼等。用作链终止剂的单胺可以包括二乙胺、单乙醇胺和二甲胺等。在通常制造条件下，本发明中所制备的氨纶弹力纱为400旦尼尔1800旦尼尔，并且可应用于一次性卫生用品。有机二异氰酸酯与聚合物二醇在NCO/OH摩尔比为1.32.3的条件下反应，以获得聚氨酯预聚物。将获得的预聚物溶解在如二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺等有机溶剂中。然后，将作为增链剂的如乙二胺等二胺和作为链终止剂的如二乙胺等单胺以0.901.15的NCO/(NH2+NH)当量比加入，以制备聚氨酯树脂溶液。通过在干纺机中利用150°C30(TC的热风将获得的溶液干纺来生产氨纶纤维。下面将参照附图和实施方式详细描述本发明。仅出于说明的目的而提供这些实施方式，应当意识到本发明的范围不限于这些实施方式。本发明的效果可以通过以下方式证明将能量保持率为70%以上的氨纶弹力纱应用于作为一次性卫生用品的代表性实例的尿布，并对其进行评价，如以下实施例所示。如下表中所示，使用六种弹力纱来进行测试应用于一次性尿布的弹力纱的实验。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>关于表1:用于生产一次性尿布的弹力纱通过使用上述六种弹力纱制备一次性尿布。弹力纱为700旦尼尔，而橡胶类弹力纱为45G。在此情况下，分别使氨纶纤维和橡胶类弹力纱伸长200%(DR=3)和150%(DR=3)，并将两种股线分别应用于腿的襟翼部分和翻边部分。根据不同的伸长率评价生产的六种尿布的能量保持率。在实践中，选择ioo名婴儿测试穿着各尿布时出现红印的频率，通过肉眼来评价结果。根据关于穿着舒适性和功能性的消费者满意度测量，评价对六种尿布的偏爱程度。评价氨纶纤维的能量保持率使用InstronCorp.制造的INSTR0N5565将测定长度设定为2英寸，并以500mm/分钟的恒定拉伸速率使五根弹力纱长纤维样品反复伸长和收縮5次，以使样品伸长0300%。将进行第五次伸长期间的样品进行收縮时的应力(S2)与样品伸长200%时的应力(S1)之比转换为百分比，以获得能量保持率。式1:能量保持率(％)=S2/S1X100评价尿布的能量保持率根据用品在各状态下的不同拉伸率的能量保持率的评价也使用INSTR0N5565来进行。首先，将第一测定长度设定为完全展开的尿布的长度的50%。并将腿的襟翼部分仔细地切割为20mm宽的矩形，然后将该矩形固定在INSTR0N的上部和下部，以500mm/分钟的恒定拉伸速率使其伸长95%。在伸长率为80%、90%和95%时测量能量保持率。基本上，如果在各伸长率下的能量保持率变高，则尿布在穿着时的紧度增大。能量保持率随着伸长率由80%—90%—95%的增加而成比例地轻微增加意味着平缓的伸长，并令使用者在穿着尿布行动时感觉良好和舒适。评价红印的程度为评价红印的发生情况，在不考虑如体形等条件下，随机选择100名3岁以下的学步儿童。让这些孩子穿着尿布3天，并以书面形式调查他们的皮肤上是否出现红印。评估标准如下表2中所示。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>关于表2:红印发生情况的评估标准(问题)穿着尿布3天后皮肤上出现的红印有多严重？评价产品偏爱程度基于穿着舒适性和功能性的产品偏爱程度评价与红印程度的评价同时进行。通过使学步儿童穿着六种尿布3天来评价产品偏爱程度，并要求在测试开始后的第20天对各尿布样品进行评估。偏爱程度的排名如下表3中所示。[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>关于表3:评价对于尿布的产品偏爱程度实施例1通过使用仅仅聚醚酯二醇作为聚合物二醇来获得氨纶纤维，所述聚醚酯二醇使用聚四氢呋喃作为引发剂聚合氧化烯和内酯单体的混合物得到。评价氨纶纤维的能量保持率，并使用同一弹力纱生产尿布。根据不同的伸长率评价尿布的能量保持率，并对所选择的穿着该尿布的100名学步儿童评估红印程度和产品偏爱程度。测量结果如表4中所示。实施例2重复实施例1的程序，不同之处在于，使用通过使用质量比为80:20的聚醚酯二醇和聚四氢呋喃(分子量为1800)的混合物而生产的氨纶弹力纱，其中，所述聚醚酯二醇通过在将聚四氢呋喃作为引发剂的条件下使用氧化烯和内酯单体的混合物聚合得到。实施例3重复实施例1的程序，不同之处在于，使用通过使用3-甲基四氢呋喃和四氢呋喃的共聚物(13摩尔％的3_甲基四氢呋喃，87摩尔％的四氢呋喃，分子量为3000)而生产的氨纶弹力纱。比较例1重复实施例1的程序，不同之处在于，使用常用于尿布生产的通用氨纶纤维(使用100%的聚四氢呋喃作为聚合物二醇)。比较例2重复实施例1的程序，不同之处在于，使用常用于尿布生产的另一种通用氨纶纤维(使用100%的聚四氢呋喃作为聚合物二醇)。比较例3作为弹力纱，使用广泛地用于尿布生产的橡胶类弹力纱(45G)。重复实施例1的程序，不同之处在于，如上所述使橡胶类弹力纱伸长150%而应用于尿布。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>关于表4:应用六种弹力纱的尿布的评价结果工业实用性本发明的具有高能量保持率的氨纶纱可用于如尿布或卫生巾等一次性卫生用品。可以生产出具有功能性和穿着舒适性的用品，其中，使用常规氨纶纤维时所出现的红印的问题可以得到解决，并且液体排出物可以保持在尿布的衬垫内，同时令使用者感觉良好和舒适。此外，有希望的是，使用氨纶纱代替相对昂贵的橡胶类弹力纱可以有助于提高尿布制造业的经济效益。权利要求一次性卫生用品，所述一次性卫生用品使用能量保持率为70％以上的聚氨酯类氨纶弹力纱。2.如权利要求1所述的一次性卫生用品，其中，所述一次性卫生用品为尿布，并且所述弹力纱应用于腿的襟翼部分和/或翻边部分。3.如权利要求1所述的一次性卫生用品，其中，所述弹力纱是通过下述方式生产的聚氨酯类氨纶纤维将有机二异氰酸酯与聚合物二醇反应制备预聚物，将所述预聚物溶解在有机溶剂中，并将所获得的溶液与二胺和单胺反应。4.如权利要求3所述的一次性卫生用品，其中，所述聚合物二醇是使用聚四氢呋喃作为引发剂将氧化烯和内酯单体的混合物聚合得到的聚醚酯二醇。5.如权利要求4所述的一次性卫生用品，其中，所述聚合物二醇是在将聚四氢呋喃作为引发剂的条件下将氧化烯和内酯单体的混合物聚合得到的共聚物，或者将聚四氢呋喃以所述聚合物二醇总重的0.1重量％50重量％的比例加入所述共聚物中。6.如权利要求4所述的一次性卫生用品，所述有机二异氰酸酯选自由二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯、二苯甲烷-2，4-二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、l，6-二异氰酸己烷、2，2-二(4-异氰酸苯基)丙烷、l，l-亚甲基二(4-异氰酸环己烷)、l，4-二异氰酸环己烷和它们的混合物组成的组。全文摘要本发明涉及应用具有高能量保持率的弹性氨纶纤维的如尿布或卫生巾等一次性卫生用品。通过下述方式生产聚氨酯类氨纶纤维将有机二异氰酸酯与聚合物二醇反应制备预聚物，将预聚物溶解在有机溶剂中，并将获得的溶液与二胺和单胺反应。通过使用氨纶纤维作为弹力纱(其中氨纶纤维具有70％以上的能量保持率)，提供了功能性和穿着舒适性更佳的一次性卫生用品。文档编号A61L15/22GK101778644SQ200880102289公开日2010年7月14日申请日期2008年6月20日优先权日2007年7月6日发明者姜渊秀,徐昇源,方普铉,赵祥源申请人:株式会社晓星