一种应用于纸尿裤包芯的无纺布及其生产方法
技术领域
本发明涉及无纺布技术领域，具体涉及一种应用于纸尿裤包芯的无纺布及其生产方法。
背景技术
目前的婴儿纸尿裤、拉拉裤、成人纸尿裤等均普遍采用芯体结构代替传统绒毛浆和导流层材料，芯体结构能有效地帮助液体从面层向内层快速传导，暂时储运液体并使液体扩散分布，从而使液体很快离开使用者的肌肤，保持皮肤干爽及舒适性。
目前的芯体结构一般是包括位于面层的包覆材料以及被包覆材料包覆的蓬松导流层，在蓬松导流层内夹杂吸水材料，现有的包覆材料为无纺布，蓬松导流层为蓬松棉，吸水材料为高分子吸水树脂。上述芯体结构是通过无纺布和蓬松棉将液体导流至芯体结构内部，然后通过高分子吸水树脂吸水，一方面蓬松棉导流效果差，另一方面蓬松棉一般厚度较大，因此导致芯体结构较厚，无法做到超薄芯体结构。目前为了降低芯体结构的厚度，只能使蓬松棉用量减小，蓬松棉用量减小后舒适度变差、导流效果更差。目前还没有一种能够代替蓬松棉的材料，实现在保证舒适度高、导流效果好的前提下，做到超薄芯体结构。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种应用于纸尿裤包芯的无纺布及其生产方法。通过本发明的原料配方及各原料的用量，并配合生产方法，特别是生产方法中的后整理步骤，在保证导流效果的前提下，实现了无纺布较好的柔软性能和蓬松效果，使无纺布能够代替蓬松棉，由于本发明生产的无纺布比蓬松棉更柔软、更薄，同时导流效果和亲水效果比蓬松棉更优，因此可以在保证舒适度高、导流效果好的前提下，制作超薄芯体，解决了目前通过蓬松棉无法制作超薄芯体的难题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种应用于纸尿裤包芯的无纺布及其生产方法，包括如下步骤：(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：聚丙烯为92～96％，丙烯基增塑剂为4～8％；
(2)将混合料进行挤压熔融形成热熔体；
(3)将热熔体进行喷丝；
(4)将步骤(3)喷出的丝冷却获得初生长丝，初生长丝通过气流牵伸获得纤维，将纤维铺网形成纤网；
(5)将步骤(4)制得的纤网经热轧获得非织造布；
(6)将非织造布进行后整理获得蓬松无纺布，所述后整理为拉伸和定型处理，其中拉伸是在热风加热的同时进行三级拉伸，三级拉伸分别通过第一支牵引拉伸辊、第二支牵引拉伸辊和第三支牵引拉伸辊进行拉伸，第一支牵引拉伸辊的速度比热轧速度快10％，第二支牵引拉伸辊的速度比第一支牵引拉伸辊快10％，第三支牵引拉伸辊速度比第二支牵引拉伸辊快10％；通过三级拉伸改变了纤维的排列方式，将原来扁平的纤网通过纵向拉伸变得蓬松；
(7)将步骤(6)获得的蓬松无纺布进行亲水和烘干处理，制得成品。
优选的，步骤(2)中，挤压熔融是在螺杆挤压机中进行，螺杆温度为200～280℃，热熔体温度为250～270℃。
优选的，步骤(3)中，喷丝是通过0.4～0.8mm孔径的喷丝板喷出，喷丝温度为250～280℃。
优选的，在喷丝前先将热熔体通过过滤器和计量泵进行过滤和计量，过滤和计量是在温度为220～250℃，压力为3～15MPa的条件下进行。
优选的，步骤(4)中，喷出的丝在冷却风箱中经侧冷风冷却，冷却风箱温度为15～20℃，冷却风速度为0.2～1.5m/s。
优选的，步骤(4)中，气流牵伸是在气流牵伸器中进行。
优选的，纤维铺网是将纤维分丝铺网至网帘成型器形成纤网。
优选的，步骤(5)中，热轧温度为140～160℃，压力为1200～3000Pa。
优选的，步骤(5)中，热轧速度是280-320m/min。
优选的，步骤(6)中，拉伸时热风加热的温度为60～90℃。
优选的，经过拉伸后的非织造布是在定型机中进行定型，使该非织造布不易产生形变。
优选的，步骤(7)中，非织造布经过亲水烘干设备进行亲水和烘干处理，亲水试剂采用美国高尔斯顿科技公司的M612667，亲水试剂的质量浓度为5％，上浆转速30～40rpm。
优选的，步骤(7)中，烘干时烘箱温度为60℃。
本发明第二方面，提供利用上述的生产方法制备得到的蓬松导流无纺布。
本发明第三方面，提供上述的蓬松导流无纺布在制备一次性卫生用品的芯体结构的蓬松导流层中的用途。
优选的，所述蓬松导流无纺布还能用于制备芯体结构的包覆材料。
优选的，所述一次性卫生用品包括婴儿纸尿裤、拉拉裤和成人纸尿裤。
本发明的有益效果：
(1)通过本发明制备的无纺布能够代替原芯体结构中的蓬松棉，使制得的芯体结构舒适度更高、导流效果更好，由于原芯体结构中的包覆材料本就是无纺布，因此本发明的无纺布也能用于代替原包覆材料；
(2)通过本发明的原料配方及各原料的用量，并配合生产方法，特别是生产方法中的后整理步骤，在保证无纺布导流效果的前提下，实现了无纺布较好的柔软性能和蓬松效果，使无纺布能够代替蓬松棉；
(3)由于本发明生产的无纺布比蓬松棉更柔软、更薄，同时吸收速度、导流效果、锁水效果比蓬松棉更优，因此可以在保证舒适度高、导流效果好的前提下，制作超薄芯体，解决了目前通过蓬松棉无法制作超薄芯体的难题。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明各实施例采用的聚丙烯采用美国埃克森美孚公司生产的型号为PP3155E5的产品，丙烯基增塑剂采用美国埃克森美孚公司生产的型号为vm6202FL或vm7050FL的产品。
实施例1：蓬松导流无纺布的制备
(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：聚丙烯为92％，丙烯基增塑剂为8％；
(2)将混合料在螺杆挤压机中进行挤压熔融形成热熔体，螺杆温度为260℃，热熔体温度为250℃；
(3)将热熔体通过过滤器和计量泵进行过滤和计量，过滤和计量是在温度为220℃，压力为3MPa的条件下进行；将热熔体进行喷丝，喷丝是通过0.4～0.8mm孔径的喷丝板喷出，喷丝温度为250℃；
(4)将步骤(3)喷出的丝在冷却风箱中经侧冷风冷却获得初生长丝，冷却风箱温度为15～20℃，冷却风速度为0.2～1.5m/s；初生长丝通过气流牵伸获得纤维，将纤维分丝铺网至网帘成型器形成纤网；
(5)将步骤(4)制得的纤网经热轧获得非织造布，热轧温度为140℃，压力为3000Pa，热轧速度是280-320m/min；
(6)将非织造布进行后整理获得蓬松无纺布，所述后整理为拉伸和定型处理，其中拉伸是在热风加热的同时进行三级拉伸，三级拉伸分别通过第一支牵引拉伸辊、第二支牵引拉伸辊和第三支牵引拉伸辊进行拉伸，第一支牵引拉伸辊的速度比热轧速度快10％，第二支牵引拉伸辊的速度比第一支牵引拉伸辊快10％，第三支牵引拉伸辊速度比第二支牵引拉伸辊快10％；拉伸时热风加热的温度为60℃；定型是在定型机中进行；
(7)将步骤(6)获得的蓬松无纺布通过亲水烘干设备进行亲水和烘干处理，制得成品；亲水试剂采用美国高尔斯顿科技公司的M612667，亲水处理采用的亲水试剂的质量浓度为5％，上浆转速30～40rpm，烘干时烘箱温度为60℃。
实施例2：蓬松导流无纺布的制备
(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：聚丙烯为96％，丙烯基增塑剂为4％；
(2)将混合料在螺杆挤压机中进行挤压熔融形成热熔体，螺杆温度为280℃，热熔体温度为270℃；
(3)将热熔体通过过滤器和计量泵进行过滤和计量，过滤和计量是在温度为250℃，压力为15MPa的条件下进行；将热熔体进行喷丝，喷丝是通过0.4～0.8mm孔径的喷丝板喷出，喷丝温度为280℃；
(4)将步骤(3)喷出的丝在冷却风箱中经侧冷风冷却获得初生长丝，冷却风箱温度为15～20℃，冷却风速度为0.2～1.5m/s；初生长丝通过气流牵伸获得纤维，将纤维分丝铺网至网帘成型器形成纤网；
(5)将步骤(4)制得的纤网经热轧获得非织造布，热轧温度为160℃，压力为1200Pa，热轧速度是280-320m/min；
(6)将非织造布进行后整理获得蓬松无纺布，所述后整理为拉伸和定型处理，其中拉伸是在热风加热的同时进行三级拉伸，三级拉伸分别通过第一支牵引拉伸辊、第二支牵引拉伸辊和第三支牵引拉伸辊进行拉伸，第一支牵引拉伸辊的速度比热轧速度快10％，第二支牵引拉伸辊的速度比第一支牵引拉伸辊快10％，第三支牵引拉伸辊速度比第二支牵引拉伸辊快10％；拉伸时热风加热的温度为90℃；定型是在定型机中进行；
(7)将步骤(6)获得的蓬松无纺布通过亲水烘干设备进行亲水和烘干处理，制得成品；亲水试剂采用美国高尔斯顿科技公司的M612667，亲水处理采用的亲水试剂的质量浓度为5％，上浆转速30～40rpm，烘干时烘箱温度为60℃。
实施例3：蓬松导流无纺布的制备
(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：聚丙烯为95％，丙烯基增塑剂为5％；
(2)将混合料在螺杆挤压机中进行挤压熔融形成热熔体，螺杆温度为260℃，热熔体温度为250℃；
(3)将热熔体通过过滤器和计量泵进行过滤和计量，过滤和计量是在温度为230℃，压力为8MPa的条件下进行；将热熔体进行喷丝，喷丝是通过0.4～0.8mm孔径的喷丝板喷出，喷丝温度为260℃；
(4)将步骤(3)喷出的丝在冷却风箱中经侧冷风冷却获得初生长丝，冷却风箱温度为15～20℃，冷却风速度为0.2～1.5m/s；初生长丝通过气流牵伸获得纤维，将纤维分丝铺网至网帘成型器形成纤网；
(5)将步骤(4)制得的纤网经热轧获得非织造布，热轧温度为150℃，压力为2000Pa，热轧速度是280-320m/min；
(6)将非织造布进行后整理获得蓬松无纺布，所述后整理为拉伸和定型处理，其中拉伸是在热风加热的同时进行三级拉伸，三级拉伸分别通过第一支牵引拉伸辊、第二支牵引拉伸辊和第三支牵引拉伸辊进行拉伸，第一支牵引拉伸辊的速度比热轧速度快10％，第二支牵引拉伸辊的速度比第一支牵引拉伸辊快10％，第三支牵引拉伸辊速度比第二支牵引拉伸辊快10％；拉伸时热风加热的温度为80℃；定型是在定型机中进行；
(7)将步骤(6)获得的蓬松无纺布通过亲水烘干设备进行亲水和烘干处理，制得成品；其中，亲水试剂采用美国高尔斯顿科技公司的M612667，亲水处理采用的亲水试剂的质量浓度为5％，上浆转速30～40rpm，烘干时烘箱温度为60℃。
将实施例1-3制得蓬松导流无纺布成品进行性能检测，其中断裂强力和伸长率采用ASTMD5035规定的测试方法进行测试；亲水效果是采用亲水点滴试验进行测定，将水滴至无纺布表面，测定水全部被浸润所用时间；柔软度横向和柔软度纵向是采用美国TA柔软度测试仪进行测定；检测结果如表1所示。
表1：
由表1可知，本发明实施例1-3所生产的蓬松导流无纺布在性能上无明显差异，其中实施例3效果最优；通过本发明生产的蓬松导流无纺布，其亲水效果、柔软效果更好。
应用例1：应用实施例3制备的蓬松导流无纺布作为蓬松导流层和常规无纺布作为包覆材料制备得到的芯体结构。
应用例2：应用实施例3制备的蓬松导流无纺布作为蓬松导流层和包覆材料制备得到的芯体结构。
对比例1：通过蓬松棉作为蓬松导流层和常规无纺布作为包覆材料制备得到的芯体结构。
应用例1、应用例2和对比例1的芯体结构采用的高分子吸水树脂为同一厂家同一批次产品。
将应用例1、应用例2和对比例1制备得到的芯体结构进行性能检测，测试方法如下：
(1)配置0.9％生理盐水，取应用例1、应用例2和对比例1质量接近的芯体结构，将芯体结构吸水面向上粘贴在有机玻璃板试验台上；
(2)各取芯体结构对角线，找到中心点，做标记；
(3)将加液板放到芯体结构中心点处，两侧各加0.6kg砝码，将配置好的60ml(或80ml)盐水倒入T型平板加压模内并计时，待桶内的圆圈消失时，计时终止，计算吸收时间，此时为表中0min时的吸收时间；
(4)4分钟时，不取下加液板，量取芯体结构表层扩散长度的平均值；
(5)5分钟时，将配置好的倒入60ml(或80ml)盐水倒入至加液板并计时，待桶内的圆圈消失时，计时终止，计算吸收时间；
(6)9分钟时，不取下加液板量取扩散长度的平均值，并计录数据；
(7)10分钟时，取下加液板，将称取好的φ11cm圆形滤纸(约12-18g)，上方盖上φ11cm有机玻璃板，再上方加压1.25kg砝码，压时1分钟，并迅速称取回渗滤纸，计录数据；
(8)回渗测试完毕后，将加液板放到芯体结构中心点处，两侧各加0.6kg砝码，12分钟时，将配置好的60ml(或80ml)盐水倒入加液板内并计时，待桶内的圆圈消失时，计时终止，计算吸收时间；
(9)21分钟时，不取下加液板量取扩散长度的平均值，并计录数据；
(10)22分钟时，取下加液板，将称取好的φ11cm圆形滤纸(约12-18g)，上方盖上φ11cm有机玻璃板，再上方加压1.25kg砝码，压时1分钟，并迅速称取回渗滤纸，计录数据；
(11)回渗测试完毕后，将加液板放到芯体结构中心点处，两侧各加0.6kg砝码，24分钟时，将配置好的60ml(或80ml)盐水倒入加液板内并计时，待桶内的圆圈消失时，计时终止，计算吸收时间；
(12)33分钟时，不取下加液板量取扩散长度的平均值，并计录数据；
(13)34分钟时，取下加液板，将称取好的φ11cm圆形滤纸(约12-18g)，上方盖上φ11cm有机玻璃板，再上方加压1.25kg砝码，压时1分钟，并迅速称取回渗滤纸，计录数据。实验重复做5次，算的平均值如表2所示。
表2：
应用例1和应用例2的吸收时间远小于对比例1，说明应用例1和应用例2的吸收越快；应用例1和应用例2的扩散长度在4min和9min时无明显差别，在21min和33min时大于对比例1，说明应用例1和应用例2的导流效果更佳；应用例1和应用例2的反渗量明显小于对比例1，说明应用例1和应用例2的吸水锁水功能更佳；综合吸收时间、扩散长度和反渗量来说，应用例2的效果略优于应用例1，原因是应用例2不仅使用蓬松导流无纺布作为芯体结构，还用作包覆材料，因此效果会更优。
由表2可知，本发明制备的蓬松导流无纺布可代替芯体结构中的蓬松棉，也可用于芯体结构的包覆材料，通过本发明制备的蓬松导流无纺布可以制备超薄芯体结构，虽然明显降低了芯体结构的厚度，但是其吸收速度、导流效果、锁水效果明显优于采用蓬松棉制备得到的厚度较厚的芯体结构。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
