一种柔性非织造布及其制作方法
技术领域
本发明涉及非织造布技术领域，具体涉及一种柔性非织造布及其制作方法。
背景技术
非织造布又称不织布或无纺布，非织造布是一种由纤维层构成的纺织品，这种纤维层可以是梳理网或由纺丝方法直接制成的纤维薄网，纤维杂乱或者定向铺置；与传统的纺织相比：纺织需要将纤维纺成纱再织成布，而非织造布则省略了纺纱这个环节；非织造布由于其独特的三维多孔结构而被广泛用于过滤材料，非织造布是直接由纤维杂乱排列而成的，对其结构和性能的研究对开发高质量的非织造空气过滤材料具有重要的指导意义；关于柔性非织造布的介绍，可参见：应伟伟,纺粘/熔喷非织造布的制备及其结构与过滤性能研究[D],杭州,浙江理工大学,2013。
利用非织造布的柔性特点，应用于日常使用中面巾的制作，配合其优异的过滤能力，对污物具有较高的清洁效果，非织造布中熔喷工艺生产的成品，其主要由聚丙烯材料制得，由于聚丙烯为大分子结构，不含亲水的基团，结构致密，使得未经处理的聚丙烯材料亲水性较差，需对其进行亲水改性以获得相应的储水性能。
现有技术中也出现了一些关于柔性非织造布及其制作方法的技术方案，如申请号为2017107233237的一项中国专利公开了一种柔性非织造布，所述非织造布由下述重量百分比的原料制备而得：分散剂1-2％，其余为HDPE，所述分散剂为聚乙烯蜡；本发明分散剂可分散打开HDPE的大分子，从而强化产品的柔性，该技术方案生产得到的柔性非织造布非常柔软，并且具有极佳的机械强度，具有很广阔的市场前景；适合制作湿巾，婴儿纸尿裤等；但是该技术方案中的非织造布在制作过程中未有效解决其溶体材料的疏水性特点，使得制作的非织造布产品吸水性能不足，降低了其应用产品的使用效果。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种柔性非织造布及其制作方法，采用了特殊的制作装置和方法，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种柔性非织造布及其制作方法，通过设置在熔体材料中的聚酯纤维，在熔喷设备中电感器产生的电场作用下，引导聚酯纤维将熔体结构的纤维分离撑起，继而增加了非织造布纤维结构的吸水性能，并通过变频的静电场使聚酯纤维撑起的熔体纤维呈现出不同的空间结构，进而增加了熔喷成型的非织造布强度，从而提升了柔性非织造布制作的应用效果。
本发明所述的一种柔性非织造布制作方法，包括以下步骤：
S1、原料调配：以熔喷聚丙烯为非织造布纤维的主要成分，并向其中添加占聚丙烯质量分数20-25％的聚酯纤维，通过螺杆挤出机将纤维混合物加工至熔腔中；在熔喷的聚丙烯原料中添加聚酯纤维，利用聚酯纤维的强度和弹性特点，改善制得的非织造布的性能；
S2、静电疏导：在S1中的熔腔制作的纤维混合物，利用熔喷设备上熔腔中的静电装置，静电处理4-5min，使熔腔中的聚酯短纤维带上电荷，在静电场的作用下，使聚酯短纤维产生运动，混入熔腔的聚丙烯纤维中；聚酯短纤维在静电场下产生的定向移动，使密集排列的聚丙烯纤维之间产生了空隙，形成了大孔径的分子结构，利用带聚酯纤维电荷之间的电性引导作用，使得聚酯纤维在聚丙烯纤维中的位置稳定下来；
S3、熔喷成型：将S2中静电处理完成的熔体纤维，通过熔喷设备上的模口喷射成型在网带上，获得成型的非织造布，其中的模口上设置有与熔腔方向相反的静电场，其静电场的强度在以熔腔电场强度的1.5-2倍内循环波动；在熔喷模口上反向的静电场，对熔体中的聚酯短纤维产生了瞬时的反向作用力，使穿插在聚丙烯纤维中的聚酯纤维翻转起来，被瞬间定型在网带上，使得熔喷出非织造布的纤维结构更加蓬松；
S4、亲水固化：在S3中网带上成型的非织造布经降温后，控制温度在35-45℃范围内，通过油辊将亲水助剂涂抹到非织造布的表面，经侧向干燥的热风吹拂，使亲水助剂固化在非织造布的表面；控制亲水助剂涂抹在控制温度的非织造布上，利于亲水助剂融合至非织造布的纤维结构中，增加了非织造布的吸水性能，经干燥热风的固化，稳定了亲水助剂的吸附效果，保持非织造布的改良性能；
其中，S2-S4中所述的熔喷设备包括机架、熔腔和控制器；所述机架上设置有网带，机架的上方设有熔腔；所述网带与熔腔之间设有模口，模口安装在熔腔的底部；所述模口和熔腔的两侧分别设有一对电感器，两对电感器产生的电场平行于网带的行进方向，且方向相反；所述机架朝向网带行进方向的一侧设有油辊，油辊的另一侧设有卷筒；所述模口两侧的电感器在控制器的作用下变频运行；使用时，启动控制器，使熔腔中的熔体纤维通过模口喷射在网带上，成型为所需的非织造布，最后由卷筒将非织造布收集起来，由于熔体纤维的空间结构无法直接控制，而其原料的纤维呈密集的排布在一起，降低了制作的非织造布吸水性能的使用效果；因此，本发明通过设置在熔喷设备上的电感器，使电感器分别安装在熔腔和模口上的两侧，并控制两电感器产生的电场方向相反，配合熔体纤维中添加的聚酯纤维，使聚酯纤维在电场作用下产生翻转，将熔体纤维之间分离撑起，以增加非织造布的蓬松度，同时控制模口处的电感器产生变化的电场强度，使得熔体中聚酯纤维翻转的程度不一，错综的纤维结构改善了非织造布的强度；本发明利用了设置在熔体材料中的聚酯纤维，在熔喷设备中电感器产生的电场作用下，引导聚酯纤维将熔体结构的纤维分离撑起，继而增加了非织造布纤维结构的吸水性能，并通过变频的静电场使聚酯纤维撑起的熔体纤维呈现出不同的空间结构，进而增加了熔喷成型的非织造布强度，从而提升了柔性非织造布制作的应用效果。
优选的，所述模口上设置有两排喷丝孔，喷丝孔分别排布在模口的两侧；所述喷丝孔的顶部为圆形，喷丝孔的底部呈条状的矩形；所述两排喷丝孔的底部倾斜相向设置；熔体纤维由熔腔通过喷丝孔定型在网带上，由于模口两侧电感器产生的静电场作用，使得其中的聚酯纤维发生了定向移动，使熔体纤维呈蓬松状喷射到网带上，破坏了网带上非织造布的熔喷成型效果；通过设置在模口上两排相向的喷丝孔，利用喷丝孔底部条状的矩形口，使喷射成丝状的熔体纤维受到挤压，限制了丝状熔体纤维中过于蓬松的部分定型到网带上，利用喷丝孔底部条状的矩形口控制定型在网带上的熔体纤维的截面规格，稳定网带上非织造布的成型效果，从而提升了柔性非织造布制作中的熔喷定型质量。
优选的，所述喷丝孔顶部的孔口上设置有刃带，刃带将进入喷丝孔中丝状的熔体纤维分割开来；所述刃带的两端转动安装在喷丝孔的顶部，刃带受静电场的作用平行于喷丝孔的轴向；在静电场作用下的聚酯纤维使熔体纤维的结构蓬松开来，喷丝孔底部条状的矩形口小于其顶部圆形口的截面，在喷丝孔中会产生熔体纤维的堵塞情况，打断了熔喷非织造布的生产；通过设置在喷丝孔顶部的刃带，将经过喷丝孔中的丝状熔体纤维分割开来，避免了喷丝孔变小的截面产生的堵塞现象，同时利用静电场对刃带角度的引导作用，使得刃带切割分离的熔体纤维结构处于动态的变化，增加了熔体纤维结构的多样性，提高了其成型结构的复杂程度，从而提升了柔性非织造布制作的结构强度。
优选的，所述油辊的表面设置有环绕的凸球，油辊为薄膜吹制而成的筒状，油辊沿着轴向在转动安装的轴心上移动；混合的熔体纤维制作的非织造布，其表面具有不平的凹凸点，直接使用油辊将亲水助剂涂抹在其表面会受到影响，降低了非织造布表面亲水助剂的附着程度；通过设置在油辊表面环绕的凸球，配合油辊在轴向上的移动，利用薄膜吹制成油辊的特点，使油辊筒面上的凸球与非织布表面的凹凸点相贴合，在非织造布表面的凹凸点位置发生变化时，通过筒面上的凸球带动油辊沿着轴向移动起来，使得油辊表面的凸球始终与非织造布表面的凹凸点相贴合，从而提升了制作柔性非织造布的吸水性能。
优选的，所述油辊的上方设有补充槽，补充槽中添加有亲水助剂；所述补充槽的底部设置有刷毛，刷毛将补充槽中的亲水助剂涂抹到油辊辊筒的表面；油辊将亲水助剂均匀涂抹至非织造布的表面上，油辊表面用于涂抹的亲水助剂处于动态变化中，由薄膜吹制的筒状油辊，及其表面上的凸球，对亲水助剂的附着效果较差，使得油辊表面的亲水助剂易出现确实，而破坏了对非织造布的处理效果；通过设置在油辊行的补充槽，利用补充槽底部通孔中的刷毛将亲水助剂涂抹至油辊的表面，同时刷毛与薄膜吹制成油辊表面的凸球充分柔和的接触，使油辊表面附着的亲水助剂处于稳定的状态，确保亲水助剂对非织造布表面的涂抹效果，从而维持了柔性非织造布制作的质量。
本发明所述的一种柔性非织造布，该柔性非织造布适用于上述任意一种柔性非织造布制作方法，包括聚丙烯纤维切片65份、聚酯纤维切片15份、填充剂2份、亲水助剂12份，其中聚丙烯纤维切片的长度不小于5mm，并对聚酯纤维切片进行二次粉碎，筛选出其切片长度不大于2mm的聚酯纤维切片来使用，对其中的亲水助剂进行升温预处理，将温度控制在48-51℃，维持40min后，过滤出亲水助剂中含有的杂质成分；聚酯纤维与聚丙烯纤维的混合结构中，由静电场带动其中聚酯纤维的运动，难以控制聚酯纤维将聚丙烯纤维结构精确地分离拨起，来实现非织造布的纤维立体结构；通过控制聚酯纤维切片小于聚丙烯纤维切片的尺寸，便于熔体状态下的聚酯纤维在电场作用下插入聚丙烯纤维的结构中，通过聚酯短纤维的翻转将聚丙烯纤维结构撑开，增加制作的非织造布纤维结构的蓬松度，对亲水助剂的升温预处理，增加了亲水助剂的乳化率和纯度，提高其附着在非织造布表面的稳定性，从而提升了柔性非织造布的应用效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置在熔体材料中的聚酯纤维，并通过变频的静电场使聚酯纤维撑起的熔体纤维呈现出不同的空间结构，增加了熔喷成型的非织造布强度；利用喷丝孔底部条状的矩形口控制定型在网带上的熔体纤维的截面规格，稳定网带上非织造布的成型效果；设置在喷丝孔顶部的刃带，使刃带切割分离的熔体纤维结构处于动态的变化，从而提升了柔性非织造布制作的结构强度。
2.本发明通过设置在油辊表面环绕的凸球，配合筒面上的凸球带动油辊沿着轴向移动起来，使得油辊表面的凸球始终与非织造布表面的凹凸点相贴合；设置在油辊行的补充槽和刷毛，确保亲水助剂对非织造布表面的涂抹效果，从而维持了柔性非织造布制作的质量。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明中柔性非织造布制作方法的流程图；
图2是本发明中熔喷设备的立体图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2中B处的局部放大图；
图中：机架1、网带11、熔腔2、模口3、喷丝孔31、刃带32、电感器4、油辊5、凸球51、卷筒6、补充槽7、刷毛71。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种柔性非织造布制作方法，包括以下步骤：
S1、原料调配：以熔喷聚丙烯为非织造布纤维的主要成分，并向其中添加占聚丙烯质量分数20-25％的聚酯纤维，通过螺杆挤出机将纤维混合物加工至熔腔2中；在熔喷的聚丙烯原料中添加聚酯纤维，利用聚酯纤维的强度和弹性特点，改善制得的非织造布的性能；
S2、静电疏导：在S1中的熔腔2制作的纤维混合物，利用熔喷设备上熔腔2中的静电装置，静电处理4-5min，使熔腔2中的聚酯短纤维带上电荷，在静电场的作用下，使聚酯短纤维产生运动，混入熔腔2的聚丙烯纤维中；聚酯短纤维在静电场下产生的定向移动，使密集排列的聚丙烯纤维之间产生了空隙，形成了大孔径的分子结构，利用带聚酯纤维电荷之间的电性引导作用，使得聚酯纤维在聚丙烯纤维中的位置稳定下来；
S3、熔喷成型：将S2中静电处理完成的熔体纤维，通过熔喷设备上的模口3喷射成型在网带11上，获得成型的非织造布，其中的模口3上设置有与熔腔2方向相反的静电场，其静电场的强度在以熔腔2电场强度的1.5-2倍内循环波动；在熔喷模口3上反向的静电场，对熔体中的聚酯短纤维产生了瞬时的反向作用力，使穿插在聚丙烯纤维中的聚酯纤维翻转起来，被瞬间定型在网带11上，使得熔喷出非织造布的纤维结构更加蓬松；
S4、亲水固化：在S3中网带11上成型的非织造布经降温后，控制温度在35-45℃范围内，通过油辊5将亲水助剂涂抹到非织造布的表面，经侧向干燥的热风吹拂，使亲水助剂固化在非织造布的表面；控制亲水助剂涂抹在控制温度的非织造布上，利于亲水助剂融合至非织造布的纤维结构中，增加了非织造布的吸水性能，经干燥热风的固化，稳定了亲水助剂的吸附效果，保持非织造布的改良性能；
其中，S2-S4中所述的熔喷设备包括机架1、熔腔2和控制器；所述机架1上设置有网带11，机架1的上方设有熔腔2；所述网带11与熔腔2之间设有模口3，模口3安装在熔腔2的底部；所述模口3和熔腔2的两侧分别设有一对电感器4，两对电感器4产生的电场平行于网带11的行进方向，且方向相反；所述机架1朝向网带11行进方向的一侧设有油辊5，油辊5的另一侧设有卷筒6；所述模口3两侧的电感器4在控制器的作用下变频运行；使用时，启动控制器，使熔腔2中的熔体纤维通过模口3喷射在网带11上，成型为所需的非织造布，最后由卷筒6将非织造布收集起来，由于熔体纤维的空间结构无法直接控制，而其原料的纤维呈密集的排布在一起，降低了制作的非织造布吸水性能的使用效果；因此，本发明通过设置在熔喷设备上的电感器4，使电感器4分别安装在熔腔2和模口3上的两侧，并控制两电感器4产生的电场方向相反，配合熔体纤维中添加的聚酯纤维，使聚酯纤维在电场作用下产生翻转，将熔体纤维之间分离撑起，以增加非织造布的蓬松度，同时控制模口3处的电感器4产生变化的电场强度，使得熔体中聚酯纤维翻转的程度不一，错综的纤维结构改善了非织造布的强度；本发明利用了设置在熔体材料中的聚酯纤维，在熔喷设备中电感器4产生的电场作用下，引导聚酯纤维将熔体结构的纤维分离撑起，继而增加了非织造布纤维结构的吸水性能，并通过变频的静电场使聚酯纤维撑起的熔体纤维呈现出不同的空间结构，进而增加了熔喷成型的非织造布强度，从而提升了柔性非织造布制作的应用效果。
作为本发明的一种实施方式，所述模口3上设置有两排喷丝孔31，喷丝孔31分别排布在模口3的两侧；所述喷丝孔31的顶部为圆形，喷丝孔31的底部呈条状的矩形；所述两排喷丝孔31的底部倾斜相向设置；熔体纤维由熔腔2通过喷丝孔31定型在网带11上，由于模口3两侧电感器4产生的静电场作用，使得其中的聚酯纤维发生了定向移动，使熔体纤维呈蓬松状喷射到网带11上，破坏了网带11上非织造布的熔喷成型效果；通过设置在模口3上两排相向的喷丝孔31，利用喷丝孔31底部条状的矩形口，使喷射成丝状的熔体纤维受到挤压，限制了丝状熔体纤维中过于蓬松的部分定型到网带11上，利用喷丝孔31底部条状的矩形口控制定型在网带11上的熔体纤维的截面规格，稳定网带11上非织造布的成型效果，从而提升了柔性非织造布制作中的熔喷定型质量。
作为本发明的一种实施方式，所述喷丝孔31顶部的孔口上设置有刃带32，刃带32将进入喷丝孔31中丝状的熔体纤维分割开来；所述刃带32的两端转动安装在喷丝孔31的顶部，刃带32受静电场的作用平行于喷丝孔31的轴向；在静电场作用下的聚酯纤维使熔体纤维的结构蓬松开来，喷丝孔31底部条状的矩形口小于其顶部圆形口的截面，在喷丝孔31中会产生熔体纤维的堵塞情况，打断了熔喷非织造布的生产；通过设置在喷丝孔31顶部的刃带32，将经过喷丝孔31中的丝状熔体纤维分割开来，避免了喷丝孔31变小的截面产生的堵塞现象，同时利用静电场对刃带32角度的引导作用，使得刃带32切割分离的熔体纤维结构处于动态的变化，增加了熔体纤维结构的多样性，提高了其成型结构的复杂程度，从而提升了柔性非织造布制作的结构强度。
作为本发明的一种实施方式，所述油辊5的表面设置有环绕的凸球51，油辊5为薄膜吹制而成的筒状，油辊5沿着轴向在转动安装的轴心上移动；混合的熔体纤维制作的非织造布，其表面具有不平的凹凸点，直接使用油辊5将亲水助剂涂抹在其表面会受到影响，降低了非织造布表面亲水助剂的附着程度；通过设置在油辊5表面环绕的凸球51，配合油辊5在轴向上的移动，利用薄膜吹制成油辊5的特点，使油辊5筒面上的凸球51与非织布表面的凹凸点相贴合，在非织造布表面的凹凸点位置发生变化时，通过筒面上的凸球51带动油辊5沿着轴向移动起来，使得油辊5表面的凸球51始终与非织造布表面的凹凸点相贴合，从而提升了制作柔性非织造布的吸水性能。
作为本发明的一种实施方式，所述油辊5的上方设有补充槽7，补充槽7中添加有亲水助剂；所述补充槽7的底部设置有刷毛71，刷毛71将补充槽7中的亲水助剂涂抹到油辊5辊筒的表面；油辊5将亲水助剂均匀涂抹至非织造布的表面上，油辊5表面用于涂抹的亲水助剂处于动态变化中，由薄膜吹制的筒状油辊5，及其表面上的凸球51，对亲水助剂的附着效果较差，使得油辊5表面的亲水助剂易出现确实，而破坏了对非织造布的处理效果；通过设置在油辊5行的补充槽7，利用补充槽7底部通孔中的刷毛71将亲水助剂涂抹至油辊5的表面，同时刷毛71与薄膜吹制成油辊5表面的凸球51充分柔和的接触，使油辊5表面附着的亲水助剂处于稳定的状态，确保亲水助剂对非织造布表面的涂抹效果，从而维持了柔性非织造布制作的质量。
本发明所述的一种柔性非织造布，该柔性非织造布适用于上述任意一种柔性非织造布制作方法，包括聚丙烯纤维切片65份、聚酯纤维切片15份、填充剂2份、亲水助剂12份，其中聚丙烯纤维切片的长度不小于5mm，并对聚酯纤维切片进行二次粉碎，筛选出其切片长度不大于2mm的聚酯纤维切片来使用，对其中的亲水助剂进行升温预处理，将温度控制在48-51℃，维持40min后，过滤出亲水助剂中含有的杂质成分；聚酯纤维与聚丙烯纤维的混合结构中，由静电场带动其中聚酯纤维的运动，难以控制聚酯纤维将聚丙烯纤维结构精确地分离拨起，来实现非织造布的纤维立体结构；通过控制聚酯纤维切片小于聚丙烯纤维切片的尺寸，便于熔体状态下的聚酯纤维在电场作用下插入聚丙烯纤维的结构中，通过聚酯短纤维的翻转将聚丙烯纤维结构撑开，增加制作的非织造布纤维结构的蓬松度，对亲水助剂的升温预处理，增加了亲水助剂的乳化率和纯度，提高其附着在非织造布表面的稳定性，从而提升了柔性非织造布的应用效果。
使用时，启动控制器，使熔腔2中的熔体纤维通过模口3喷射在网带11上，成型为所需的非织造布，最后由卷筒6将非织造布收集起来；通过设置在熔喷设备上的电感器4，使电感器4分别安装在熔腔2和模口3上的两侧，并控制两电感器4产生的电场方向相反，配合熔体纤维中添加的聚酯纤维，使聚酯纤维在电场作用下产生翻转，将熔体纤维之间分离撑起，以增加非织造布的蓬松度，同时控制模口3处的电感器4产生变化的电场强度，使得熔体中聚酯纤维翻转的程度不一，错综的纤维结构改善了非织造布的强度；设置在模口3上两排相向的喷丝孔31，利用喷丝孔31底部条状的矩形口，使喷射成丝状的熔体纤维受到挤压，限制了丝状熔体纤维中过于蓬松的部分定型到网带11上，利用喷丝孔31底部条状的矩形口控制定型在网带11上的熔体纤维的截面规格，稳定网带11上非织造布的成型效果；设置在喷丝孔31顶部的刃带32，将经过喷丝孔31中的丝状熔体纤维分割开来，避免了喷丝孔31变小的截面产生的堵塞现象，同时利用静电场对刃带32角度的引导作用，使得刃带32切割分离的熔体纤维结构处于动态的变化，增加了熔体纤维结构的多样性，提高了其成型结构的复杂程度；设置在油辊5表面环绕的凸球51，配合油辊5在轴向上的移动，利用薄膜吹制成油辊5的特点，使油辊5筒面上的凸球51与非织布表面的凹凸点相贴合，在非织造布表面的凹凸点位置发生变化时，通过筒面上的凸球51带动油辊5沿着轴向移动起来，使得油辊5表面的凸球51始终与非织造布表面的凹凸点相贴合；设置在油辊5行的补充槽7，利用补充槽7底部通孔中的刷毛71将亲水助剂涂抹至油辊5的表面，同时刷毛71与薄膜吹制成油辊5表面的凸球51充分柔和的接触，使油辊5表面附着的亲水助剂处于稳定的状态，确保亲水助剂对非织造布表面的涂抹效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
