一种水刺非织造布生产工艺及其应用
技术领域
本发明涉及到非织造布技术领域，具体涉及到一种水刺非织造布生产工艺及其应用。
背景技术
水刺法，又称水力喷射法、水力缠结法，是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，使纤维相互缠结在一起，从而使纤维网得以加固而具有一定的强度，是目前制备非织造布的主要方法。由水刺法制得的非织造布具有较好的吸湿性和透气性、手感柔软，常用来制造婴儿湿巾、美容面膜、口罩、防护服等医疗、卫生用品。
目前水刺法制备非织造布为了使非织造布产品具有一定的强度，其克重通常较大，而低克重的产品强度满足不了使用者的需求，此外，目前水刺法制备的非织造布起毛现象严重、表面不平整，影响其使用安全性和亲肤感，特别是用作医疗卫生用品时，更需避免这些问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种水刺非制造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将纤维原料通过称重装置称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、铺网、牵伸，制得成形纤网；
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；
S5：将S4中加固处理后的纤网进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维原料包括粘胶纤维。
作为本发明一种优选的技术方案，所述纤维原料还包括涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、维伦、丙纶、芳纶、棉中的至少一种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述粘胶纤维的纤度为1.5～2.5dtex。
作为本发明一种优选的技术方案，S2中所述铺网为交叉铺网。
作为本发明一种优选的技术方案，S2中所述牵伸的牵伸比为2.8～3.2。
作为本发明一种优选的技术方案，S3中所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是上网目数的1.5～2.0倍；所述预湿处理的水压为10～15KG。
作为本发明一种优选的技术方案，S4中所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为7～12只，水针板的孔径为0.1～0.15mm，密度为10～15个/cm。
本发明第二方面提供了根据上述水刺非织造布生产工艺制得的非织造布。
本发明第三方面提供了上述非织造布的应用，所述非织造布用作卫生护理用卷材、肌肤护理用卷材、擦拭布卷材、医疗卫生用卷材。
有益效果：本发明提供了一种水刺非织造布生产工艺，通过调控纤维原料的种类、比例、纤度、预湿处理工艺参数、加固处理工艺参数，解决了目前水刺法制得的非织造布易起毛现象，制得的非织造布产品表面平整、手感柔软、不易起球，且提高了低克重非织造布产品的强度，使产品的制成率高达95％以上，产品可用作卫生护理用卷材、肌肤护理用卷材、擦拭布卷材、医疗卫生用卷材。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种水刺非制造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将纤维原料通过称重装置称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、铺网、牵伸，制得成形纤网；
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；
S5：将S4中加固处理后的纤网进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
在一些实施方式中，所述纤维原料包括粘胶纤维。
在一些实施方式中，所述纤维原料还包括涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、维伦、丙纶、芳纶、棉中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述纤维原料为粘胶纤维和涤纶，所述粘胶纤维和涤纶的质量比为2：(0～5)。
在一些实施方式中，所述粘胶纤维的纤度为1.5～2.5dtex。
在一些实施方式中，所述涤纶的纤度为1.3～1.7dtex。
本发明中所述粘胶纤维，简称粘纤，是以“木”为原材料，从天然木纤维中提取并重塑纤维分子而得到的纤维素纤维，具有光滑凉爽、透气、抗静电等优点，本发明中所述粘胶纤维可以通过商购，例如可商购得到的粘胶纤维包括但不限于购买于赛得利(九江)纤维有限公司的产品(纤度为1.7dtex，长度为40mm)；本发明中所述涤纶，即聚氨酯纤维，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，具有较高的强度和弹性恢复能力，本发明中所述涤纶可以通过商购得到，例如可商购得到的涤纶包括但不限于购买于江苏新苏有色涤纶短纤原料有限公司的产品(纤度为1.56dtex，长度为38mm)。
在一些实施方式中，S2中所述铺网为交叉铺网。所述交叉铺网是将梳理成网后的纤网输送进入一对纤网夹持帘，在夹持帘的控制下作与纤网输出方向垂直的往复运动，纤网输铺到一个运动的帘子上，交叉往复铺叠成厚的新纤网，可有效调节纤网的纵横向强力比。
在一些实施方式中，S2中所述牵伸的牵伸比为2.8～3.2。本发明中所述牵伸是为了调整纤网的克重以及改变纤维的排列方向，以提高非织造布产品的强度。
在一些实施方式中，S3中所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是上网目数的1.5～2.0倍；所述预湿处理的水压力为10～15KG。优选地，所述下网目数是上网目数的1.75倍，下网目数为70目，上网目数为40目。
本发明中预湿处理的目的是将纤网中的空气排出，随着预湿纤网含湿率的增加，纤维的抗弯模量和弹性回复率下降，纤维表面摩擦系数增大，在高压水针的作用下能更有效地吸收水针能量，加强纤维缠结效果。但是预湿处理工艺参数的设定受纤维种类、吸湿性能、纤维面密度的影响，较好的预湿效果和保持纤网的表面结构这两方面很难平衡，申请人意外地发现采用双网夹持式对纤网进行预湿处理时，当下网目数是上网目数的1.5～2.0倍时，即下网密度是上网密度的1.5～2.0倍，调节水压力在10～15KG，能实现较好的预湿效果，并且不破坏纤网的表面结构，推测可能的原因是高压水针喷射方向自下而上，通过控制上下网的空隙密度，来调节高压水针穿过纤网的阻力，下网最先接触水射流，密度较大可将水针能量分散，上网接触已经被稍微弱化的水射流，密度较小可实现较好的预湿效果，且通过控制上下网的密度差，能有效提高纤维间的缠结效果，增强非织造布的强度。
在一些实施方式中，S4中所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为7～12只，水针板的孔径为0.1～0.15mm，密度为10～15个/cm。转鼓水刺加固，水刺头沿着转鼓圆周排列，纤网吸附在转鼓上，接受水刺头喷出的水射流的喷射，可避免纤网跑偏现象，有利于高速生产，同时纤网在水刺区内呈曲面运动，接受水刺面放松，反面压缩，有利于水射流穿透，有效地缠结纤维，本发明中水刺头数为7～12只，优选地，水刺头数为8只。此外，本发明中水针板可采用单排式或双排式，但为了更好地分散水针能量，优选地采用双排式水针板，且水针板的孔径为0.1～0.15mm，密度为10～15个/cm，更优选地，水针板的孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
本发明第二方面提供了根据上述水刺非织造布生产工艺制得的非织造布。
本发明第三方面提供了上述非织造布的应用，所述非织造布用作卫生护理用卷材、肌肤护理用卷材、擦拭布卷材、医疗卫生用卷材。
实施例
实施例1
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照质量比1：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是70目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例2
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照重量比2：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是70目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例3
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是70目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例4
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照质量比1：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为2.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是70目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例5
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照质量比1：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是50目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例6
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照质量比1：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是100目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为8只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
实施例7
本实施例提供了一种水刺非织造布生产工艺，包括以下步骤：
S1：将粘胶纤维和涤纶按照质量比1：1称重后投放到输网帘，然后经粗开松装置进行粗开松混合，而后送到精开松装置中进行精开松混合，而后送至储棉箱中充分混合；
S2：将S1中开松混合后的纤维送至气压棉箱，经处理后成均匀的筵棉并输出，而后经梳理成网、交叉铺网、牵伸，制得成形纤网；所述牵伸比为3.0。
S3：将S2中成形纤网进行预湿处理；所述预湿处理采用双网夹持式，下网目数是70目，上网目数是40目，水压为10KG。
S4：将S3中预湿处理的成形纤网送至水刺区进行加固处理；所述加固处理采用转鼓水刺加固，水刺头数为15只，水针板为双排式水针板，孔径为0.12mm，密度为10个/cm。
S5：将S4中加固处理后的纤网按照常规方法进行后整理、烘燥、卷绕，即制得非织造布。
性能评价
分别根据实施例1～7提供的生产工艺制备非织造布产品，技术人员按照纤维原料投入量，成品入库量计算产品的制成率，并按国际标准ISO%209073-3-1989《纺织品-非织造布试验方法》测定非织造布成品的断裂伸长率，结果见表1。
表1
根据实验结果可见，按照本发明提供的水刺非织造布生产工艺制备的非织造布产品表面平整、手感柔软、不易起球，克重较小且具有较高的强度，使用过程中不易破损，此外，该工艺通过调控各个过程的工艺参数，有效提高了产品的制成率。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
