一种低掉屑浆粕复合提花非织造布及其制造方法
技术领域
本发明属于非织造布领域，本发明涉及一种低掉屑浆粕复合提花非织造布及其制造方法。
背景技术
浆粕复合非织造布因其优异的吸湿性成为擦拭类市场的主流产品，但是粕浆复合非织造布因为使用了长度较短的木浆纤维，成为影响掉屑及产生刺痒感的主要因素，人们通常在浆粕复合非织造布中添加粘合剂或者使用高温后整理轧花的工艺来克服这一弊端，但量采用上述方法存在诸多问题。粘合剂虽然具有固结木浆纤维从而降低产品掉屑的作用，但是粘合剂属于化学交联剂，经过粘合剂处理后的产品易发生黄化、手感发硬，另外，粘合剂整理过程中会造成设备污染，产品中也会有化学助剂残留，无法保证使用安全性。轧花整理是使用物理方法来改善木浆纤维的固结，但是处理过程中需要高温，温度范围通常在产品原料的熔点温度附近，这种高温轧花后的产品厚度下降、手感变硬，并且产品的掉屑性能改善不明显。综上所述，目前市场上的浆粕复合非织造布具有厚度薄、手感硬、纹路样式单一、掉屑严重、化学助剂残留等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种低掉屑浆粕复合提花非织造布及其制造方法，非织造布表面具有立体花纹，掉屑性能小于2g/m2，干态厚度大于0.4mm，吸液率大于500％，克重为20～150g/m2，可以应用于多种擦拭领域。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现：
一种低掉屑浆粕复合提花非织造布；由若干个纤维层复合组成，所述纤维层为浆粕纤维层或纤维层A；所述由若干个纤维层复合组成具体为：由单独的浆粕纤维层组成或者为由浆粕纤维层与若干个纤维层复合组成；每个纤维层的克重为2～150g/m2。
所述浆粕纤维层材质为木浆纤维与纤维素纤维中的一种或多种的任一组合或木浆纤维与化学纤维中的一种或多种的任一组合，且纤维素纤维、化学纤维的长度范围3～20mm，其中优选的纤维素纤维的材质为棉纤维、麻纤维、粘胶纤维、莱赛尔纤维，化学纤维的材质为涤纶纤维、丙纶纤维、乙纶纤维、锦纶纤维及其多组份纤维。
所述纤维层A材质为纤维素纤维、化学纤维中的一种或多种的任一组合；且纤维的长度范围≥1mm；
所述纤维层A可以优选为超短纤维层或短切纤维层或连续长丝纤维层。
所述超短纤维层材质为棉纤维、麻纤维、粘胶纤维、莱赛尔纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、乙纶纤维、碳纤维、不锈钢纤维等中的一种或多种的任一组合。
所述短切纤维层材质为棉纤维、麻纤维、粘胶纤维、莱赛尔纤维、铜氨纤维、醋酸纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、乙纶纤维、锦纶纤维、聚四氟乙烯纤维、碳纤维、不锈钢纤维等中的一种或多种的任一组合。
所述连续长丝纤维层材质为粘胶纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、乙纶纤维、锦纶纤维、聚四氟乙烯纤维等中的一种或多种的任一组合。
所述超短纤维层优选纤维长度1～15mm的超短纤维为材质组成的超短纤维层。
所述短切纤维层优选纤维长度20～76mm的短切纤维为材质组成的短切纤维层。
所述连续长丝纤维层优选纤维长度≥100mm的连续长丝纤维为材质组成的连续长丝纤维层。
所述非织造布克重为20～150g/m2，其中浆粕纤维层占非织造布总克重的10～100％，纤维层A占非织造布总克重的0～90％。
上述一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的制造方法包括如下步骤：
S1、纤维层的制备
单个纤维层的克重为2～150g/m2；通过控制纤维在纤维层中的排列方向，以获得机械强力较好的纤维层，具体方法如下:
(1)制备浆粕纤维层；浆粕纤维层在水介质系统中成型，成型过程中通过调节流浆器与抽吸结构的排布、速比来控制纤维在纤维层中的排列方向，纤维与机械运行方向的角度范围0～360度。与现有技术不同的是，流浆器与抽吸结构排布中具有超声分散装置，频率20kHz～40kHz，可以有效控制纤维均匀度与纤维分布方向，其中优选的超声分散装置的频率25kHz，流浆器与抽吸速比1.5:1，纤维与机械运行方向的角度25～55度，此时所获得的浆粕纤维层的强力较好。
(2)制备超短纤维层；超短纤维层在水介质系统中成型，成型过程中通过调节流浆器与抽吸结构的排布、速比来控制纤维在纤维层中的排列方向，纤维与机械运行方向的角度范围0～360度。与现有技术不同的是，流浆器与抽吸结构排布中具有超声分散装置，频率20kHz～40kHz，可以有效控制纤维均匀度与纤维分布方向，其中优选的超声分散装置的频率25kHz，流浆器与抽吸速比1.5:1，纤维与机械运行方向的角度25～55度，此时所获得的超短纤维层的强力较好。
(3)制备短切纤维层；短切纤维层在机械成网系统中成型，成型过程中通过调节纤维收集帘的运行角度与运行加速度来控制纤维在纤维层中的排列方向，纤维与机械运行方向的角度范围0～180度。与现有技术不同的是，收集帘的运行角度是通过调节安装在收集帘托辊上的多组气囊装置来控制的，当气囊压力为0bar时，纤维与机械运行方向的角度为0度；当气囊压力为8bar时，纤维与机械运行方向的角度为180度。其中优选的气囊压力为2bar时，纤维与机械运行方向的角度为30～50度，此时所获得的短切纤维层的强力较好。
(4)制备连续长丝纤维层；连续长丝纤维层在空气介质系统中成型，成型过程中通过调节成型头的摆布角度来控制纤维在纤维层中的排列方向，纤维与机械运行方向的角度范围0～90度。
S2、纤维层复合
步骤S1中的纤维层制备好后，按照非织造布需要的组合方式，将单层或若干个纤维层通过防静电底帘与防粘花顶帘夹持输入高速度气、水混合设备，将纤维层进一步混合排气后，纤维层中的纤维搭接抱合在一起，从而实现了纤维层的复合。
S3、复合纤维层的立体花纹分配与固结
将步骤S2复合好后的纤维层通过特定的气流与水流的作用而分配形成具有立体结构的花纹，气流与水流的作用方向由长度较长的纤维层向长度较短的纤维层穿透，这种特定方向的纤维层分配方式可以有效降低短纤维的流失率，纤维的流失率降低至7％以内，并且产品的掉屑性能可以提高，产品的掉屑小于2g/m2，纤维层中纤维的立体花纹分配在气流的作用下，具有较好的蓬松性，产品的厚度大于0.4mm。
气流通过调节水刺机构的速度比值、抽吸结构的小孔宽深比值、抽吸结构的花纹、过滤介质的透气量、抽吸系统的真空度来控制的，其中水刺机构的速度比值范围为1～20％、抽吸结构的小孔宽深比值范围为0.6～2.5、抽吸结构具有八角形分布的宽1～8mm的沟槽通孔，过滤介质的透气量为2800～7000mm/s，抽吸系统的真空度范围为-0.01～-0.05MP。
水流通过调节单位时间内的水流量、水流分配体的孔隙率、水流分配体的布置数量范围来控制的，其中单位时间内的水流量范围16～40m3/h、水流分配体的孔隙率范围6～37％、水流分配体的布置数量范围3～10。
将分配形成立体结构的花纹的纤维层通过水射流的作用固结成型，成型过程中控制水射流的压力范围30～200bar。
S4、布面修饰。
对步骤S3制备后获得的非织造进行布面修饰；
(1)将纤维层表面的杂乱毛羽去除，从而获得具有光滑表面的非织造布，可以使用加压法或减量工艺。
(2)加压法工艺是指在修饰过程中增加超细水射流穿透技术，控制超细水射流的压力范围10～60bar，使纤维层表面的毛羽被种植进纤维层里面并固结，从而减少产品表面的毛羽。
(3)减量工艺是指在修饰过程中使用烧毛工艺，将纤维层表面的毛羽烧掉，从而减少产品表面的毛羽，烧毛工艺中控制铜辊表面的温度范围150～280度。
按上述方法制备得到的一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的机械强力是通过调节纤维在纤维层中的排列方向来控制的，纤维与机械运行方向的夹角可调节范围为0～360度。
所述一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的单面或者双面具有多维度立体花纹，花纹的组成包括角度不同、长短不同、粗细不同、高度不同的线条和圆点等多种元素及其组合。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明的于提供的一种低掉屑浆粕复合提花非织造布，满足客户日益增长的对水刺非织造布产品的安全性与新颖性的需求，本发明的于提供的一种低掉屑浆粕复合提花非织造布可以用于个人护理产品如个人清洁湿巾、消毒湿巾、其它护理湿巾，家居擦拭产品如家居清洁、地板擦拭巾，干巾擦拭如美容巾、棉柔巾等多钟擦拭领域。
与市场现有产品相比，本发明提供制造方法制备的非织造布表面具有多维度立体花纹，本发明提供制造方法制备的非织造布外观纹路更加清晰灵动，非织造布其光滑的表面是通过纯物理方法得到的，原材料的性能得到了完全的发挥，解决了现有复合非织造布具有厚度薄、手感硬、纹路样式单一、掉屑严重、化学助剂残留等缺陷。
附图说明
图1是本发明的实施例1制备的一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的效果图。
图2是本发明的实施例2制备的一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的效果图。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
实施例1
一种低掉屑浆粕复合提花非织造布
一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的克重为80g/m2，由浆粕纤维层与粘胶短切纤维层组成，其中浆粕纤维层的克重为40g/m2，粘胶短切纤维层的克重为40g/m2，
低掉屑浆粕复合提花非织造布制作共分为四个步骤：
一、纤维层的制备。浆粕纤维层在水介质系统中成型，流浆器与抽吸结构排布中具有超声分散装置，频率为25kHz，流浆器与抽吸速比1.5:1，浆粕纤维层中的纤维与机械运行方向的角度45度。粘胶短切纤维层在机械成网系统中成型，开清棉混合帘上的针布角度55度，混合帘速度60m/min，混合帘设置在机箱内，机箱内配置混合气流，混合帘前端配置过渡帘。初道分解辊速度850m/min，二道分解辊速度600m/min，三道分解辊速度950m/min，末道分解辊速度1050m/min。粘胶短切纤维层中的纤维角度通过调节安装在收集帘托辊上的多组气囊装置来控制，当气囊压力为2bar时，纤维与机械运行方向角度为30～50度。
二、纤维层复合。将浆粕纤维层与粘胶短切纤维层通过防静电底帘与防粘花顶帘夹持输入高速度气、水混合设备，防静电底帘与防粘花顶帘的速比为1.25:1，高速度气、水混合设备的压力为40～140bar，复合后的纤维层的厚度8mm，浆粕纤维层与粘胶短切纤维层的复合速度控制在85m/min，将复合后的纤维层进一步混合排气后，复合后的纤维层中的纤维搭接抱合在一起，排气后的复合纤维层的厚度3mm。
三、复合纤维层的立体花纹分配与固结。将步骤二得到的复合纤维层进行立体花纹分配与固结；水刺机构的速度比值7％，抽吸结构的小孔宽深比值0.8，抽吸结构具有5mm八角形分布的沟槽通孔，过滤介质的透气量4000mm/s，抽吸系统的真空度-0.02MPa；单位时间内的水流量36m3/h，水流分配体的孔隙率13％，水流分配体的布置数量8。将步骤二得到的复合纤维层通过这种特定的气流与水流的作用而分配形成具有立体结构的花纹，气流与水流的作用方向由长度较长的纤维层向长度较短的纤维层穿透，这种特定方向的纤维层分配方式可以有效降低短纤维的流失率，纤维的流失率降低至5％，纤维层仍具有较好的蓬松性，获得厚度为4mm的立体花纹复合纤维层。粘胶短切纤维层的表面具有立体花纹。
四、布面修饰。采用加压法修饰布面，超细水流的修饰压力40bar。得到的非织造布(图1)的强力为50N/5cm，产品掉屑为1.5g/m2，产品厚度为1.2mm，吸液率729％。
实施例2
一种低掉屑浆粕复合提花非织造布
一种低掉屑浆粕复合提花非织造布的克重为50g/m2，由浆粕纤维层与涤纶短切纤维层组成，其中浆粕纤维层的克重为25g/m2，涤纶短切纤维层的克重为25g/m2，
低掉屑浆粕复合提花非织造布制作共分为四个步骤：
一、纤维层的制备。浆粕纤维层在水介质系统中成型，流浆器与抽吸结构排布中具有超声分散装置，频率为20kHz，流浆器与抽吸速比1.5:1，浆粕纤维层中的纤维与机械运行方向的角度40度。
涤纶短切纤维层在机械成网系统中成型，开清棉混合帘上的针布角度45度，混合帘速度65m/min，混合帘设置在机箱内，机箱内配置混合气流，混合帘前端配置过渡帘。初道分解辊速度800m/min，二道分解辊速度550m/min，三道分解辊速度900m/min，末道分解辊速度1020m/min。涤纶短切纤维层中的纤维角度通过调节安装在收集帘托辊上的多组气囊装置来控制，当气囊压力为2bar时，纤维与机械运行方向角度为30～50度。
二、纤维层复合。将浆粕纤维层与粘胶短切纤维层通过防静电底帘与防粘花顶帘夹持输入高速度气、水混合设备，防静电底帘与防粘花顶帘的速比为1.52:1，高速度气、水混合设备的压力为40～95bar，复合后的纤维层的厚度12mm，浆粕纤维层与粘胶短切纤维层的复合速度控制在100m/min，将复合后的纤维层进一步混合排气后，复合后的纤维层中的纤维搭接抱合在一起，排气后的复合纤维层的厚度5mm。
三、复合纤维层的立体花纹分配与固结。将步骤二得到的复合纤维层进行立体花纹分配与固结；水刺机构的速度比值7％，抽吸结构的小孔宽深比值1.2，抽吸结构具有2mm八角形分布的沟槽通孔，过滤介质的透气量3600mm/s，抽吸系统的真空度-0.01MPa；单位时间内的水流量25m3/h，水流分配体的孔隙率20％，水流分配体的布置数量6。将步骤二得到的复合纤维层通过这种特定的气流与水流的作用而分配形成具有立体结构的花纹，气流与水流的作用方向由长度较长的纤维层向长度较短的纤维层穿透，这种特定方向的纤维层分配方式可以有效降低短纤维的流失率，纤维的流失率降低至5％，纤维层仍具有较好的蓬松性，获得厚度为5mm的立体花纹复合纤维层。涤纶短切纤维层的表面具有立体花纹。
四、布面修饰。采用加压法修饰布面，超细水流的修饰压力30bar。得到的非织造布(图2)的强力为70N/5cm，产品掉屑为1.3g/m2，产品厚度为0.7mm，吸液率608％。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
