CN101498076B - 一种非织造布 - Google Patents
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Abstract
一种非织造布，该非织造布以超吸水纤维短纤为主要原料，其特征是为主要原料的该超级吸水纤维短纤通过针刺工艺而制备成该非织造布，该非织造布吸收蒸馏水的倍率为50-390g/g，吸收生理盐水的倍率为10-90g/g。所述非织造布的断裂强度为10-50N。
Description
技术领域
本发明涉及一种非织造布，尤其是涉及一种用于一次性卫生物品的具有超吸水功能的非织造布。
背景技术
非织造布加工工艺一般都要经历纤维成网和纤网加固两个工序，成网方法包括梳理成网、气流成网、湿法成网、纺粘成网和熔喷成网等，加固方法包括针刺法、水刺法、热粘合法和化学粘合法等。
现有的非织造布一般都是由聚乙烯、尼龙/聚酯或丙纶及其共聚物构成的，上述聚合物为非织造布最为常用的合成纤维。在公开号为CN1594413的中国专利中，通过在为疏水性的聚丙烯基料上添加极性化合物、表面活性剂和相容剂进行改性而制备出亲水的聚丙烯非织造材料。该材料可广泛应用于卫生、医疗用非织造布和吸收性纤维产品。该专利公开的方法中不能通过超吸水纤维短纤来制备上述非织造材料。
在公开号为CN1376224的中国专利中，涉及一种生产用于吸收和储存液体的复合非织造布的方法和设备。该复合非织造布包括一衬底非织造布和一层浆粕层，其中将例如木浆粕层的浆粕层铺设到加固的衬底非织造布上并与其牢固接触。其中利用液力针刺实现加固、连接，但是会造成很高的浆粕纤维损失。试验证明，高达12％的木浆粕纤维被从有效层中冲洗出去，从而使产品的有效作用受到损失。此外，水针刺需要循环水的过滤器，而净化循环水会增加额外的费用。因此产品的成本会增加。
在公开号为CN1410613的中国专利中，涉及一种超吸水浆粕气流成网的非织造布，该浆粕气流成网的非织造布至少含有二层，该两边层由浆粕气流成网非织造布组成，其它任一层为木浆粉碎料、复合纤维料及粘合剂按比例混合，再按比例与超吸水树脂粉粒相混合而成的混合浆粕气流成网的非织造布；中间层之间均匀置入有超吸水树脂粉粒。该超吸水浆粕气流成网的非织造布生产工艺、设备比较复杂，相应的产品成本也会增加。在公开号为CN1495297的中国专利中，涉及在水溶性聚乙烯醇中引入交联组分的聚乙烯醇纤维，及包含它们的纤维素。该纤维及由该纤维组成的非织造布具有刺鼻的气味。这种具有刺鼻气味的纤维及非织造布不适合应用于一次性吸收物品领域。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，仅仅通过针刺工艺来提供一种以超吸水纤维短纤为主要原料的非织造布，尤其是一种用于一次性卫生物品的高吸水功能的非织造布。该非织造布生产工艺、生产设备简单，产品成本降低，而且其吸收性能、通透性、机械性能提高，适用作一次性卫生物品的吸收层等。
本发明提供一种非织造布，该非织造布以超吸水纤维短纤为主要原料，其特征是为主要原料的该超吸水纤维短纤通过针刺工艺而制备成非织造布，该非织造布吸收蒸馏水的倍率为50-390g/g，吸收生理盐水的倍率为10-90g/g。所述的非织造布每平方米克重为100-300g。
在本发明的非织造布中，所述的超吸水纤维可由纤维素类吸水纤维、聚羧酸类吸水纤维、聚丙烯腈吸水纤维、改性聚乙烯腈吸水纤维等等的至少一种吸水纤维组成。其中超吸水纤维可由丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇吸水纤维和聚丙烯腈吸水纤维中的至少一种吸水纤维组成，吸水纤维含有-COOH、-COONa、-CONH2、-OH基团，这些离子型不同的吸水基团协同效应，使得其吸水能力，尤其是吸收生理盐水的性能提高。
根据本发明提供的非织造布，其吸收蒸馏水的倍率为70-390g/g，吸收生理盐水的倍率为15-90g/g，20mm宽度的所述非织造布的断裂强度为10-50N。该非织造布可以作为一次性卫生用品的吸收层，满足高吸水功能。
具体实施方式
根据本发明，由为主要原料的超吸水纤维短纤构成的非织造布的吸收蒸馏水的倍率为70-390g/g，吸收生理盐水的倍率为15-90g/g，吸水纤维的纤度为2-15dtex，断裂强度为1.0-4.0g/d。适合本发明的吸水纤维可以由丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇吸水纤维和聚丙烯腈吸水纤维中的至少一种吸水纤维组成，该吸水纤维含有-COOH、-COONa、-CONH2、-OH基团，这些离子型不同的吸水基团协同效应，使得其吸水能力，尤其是吸收生理盐水的性能提高。
一般的短纤维非织造布可以由短纤维成网后经过水刺工艺、针刺工艺、热粘合法、化学粘合法等加固方式中的一种或几种制备而成。
水刺法是用水进行穿刺使纤维相互纠缠紧密结合的加工方法。水刺法是利用水射流的穿刺力使纤维相互缠结。水刺工艺虽然可以清除大部分的后处理剂和去除大部分的散纤维、短纤维等“纤维碎屑”，但是，如果是以超吸水纤维短纤为原料就不适合利用水刺工艺加工成非织造布，超吸水纤维存在吸水特性，超吸水纤维遇水后吸收水分，而不能达到水刺加固的目的。
化学粘合法是将化学粘合剂乳液或溶液施加到纤网上使纤维相互粘结在一起的加工方法。根据粘合剂施加方法的不同，化学粘合又可分为浸渍法、喷洒法、泡沫法和印花法等。非织造布常用的粘合剂有聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁苯胶、聚醋酸乙烯等，某些化学粘合剂有不利于人体健康及环境保护的副作用。化学粘合法的化学粘合剂通常为疏水的，用化学粘合法制备而成的非织造布会对非织造布的亲水性能、吸水性能和渗透性能产生影响。
热粘合法是通过向聚合物材料施加热量使其中的热熔材料软化熔融，冷却固化后使纤维相互粘结在一起的加工方法。根据加热方式的不同，热粘合法又可分为热风粘合和热轧粘合两种。热风粘合是用热气流喷射或穿透纤网，使其中的热熔材料熔融；热轧粘合是使纤网在一定压力下通过热轧辊，从而使其中的热熔材料熔融。而本发明中，由于采用超吸水纤维短纤为主要原料，也不适合采用热粘合工艺来制备非织造布。
由于采用水刺法、化学热粘合法、热粘合法都不适合将超吸水纤维制备成非织造布，因此经过若干次试验，本发明提出采用针刺法将超吸水纤维短纤制备成非织造布。针刺法是一种使纤维相互纠缠紧密结合的加工方法，用各种形状(常见的是三角形)的针对纤网进行穿刺的加工方法。刺针的棱边都带有钩刺，当刺入纤网时，刺针上的钩就带住纤网表面的部分纤维随刺针穿过纤网，同时纤网在摩擦力的作用下被压缩。刺针刺入一定深度后回返，此时由于钩刺是顺向，纤维脱离钩刺以近乎垂直的状态留在纤网内，如同许多纤维束像“销钉”那样钉入了纤网，使已经压缩的纤网不再恢复原状，这样就制成了有一定厚度和强度的非织造布。针刺非织造布具有通透性好、机械性能优良等特点。
其中使用的针刺机为本领域内的常用针刺机，按加工纤网的状态和产品的不同可分为预针刺机和主针刺机，而预针刺机和主针刺机又有很多机型。预针刺机对高度蓬松而无强力的纤网进行针刺，使其初具强力，且厚度大为减少，以便于送至主针刺机进行针刺。主针刺机用于加工预刺纤网，主要决定产品质量、产品种类和生产效率。产品质量和产品种类取决于针刺设计和选择、刺针排列、针刺密度和深度等。生产效率主要取决于提高针速、增加植针密度、增加针刺幅宽和增加针刺区。在当前，针刺机最高机速已达2200转/分左右，最大工作宽度为17米左右。刺针速度可高达2000枚/米。刺针的总长度一般在76.2-114.3毫米范围内。针刺深度一般在3-17毫米范围内。针刺深度一般在5-14毫米范围内。针刺密度可以根据需要自行控制。其中针刺机的针刺频率一般在800-3000次/min。预针刺机的植针密度一般为1000枚/米左右，主针刺机的植针密度一般为4500枚/米左右，最高可达10000枚/米左右。本领域内的技术人员可以根据需要自行调整上述工艺。
其中对非织造布断裂强度的测试采用中华人民共和国纺织行业标准中的非织造布断裂强力及断裂伸长的测定(FZ/T 60005-91)。
实施例1
采用由丙烯酸、丙烯酸钠等制备而成的丙烯酸系超吸水纤维短纤为原料，吸水纤维的纤度为2-15dtex，按每平方米克重为100-150g/m2的基重铺网，由于纤维网十分蓬松且无强力，采用较粗的刺针，密度较小的植针方式进行预针刺。当多枚刺针刺入纤网时，刺针上的刺钩就会带动纤网表面及次表面的纤维，由纤网的平面方向向纤网的垂直方向运动，使纤维产生上下移位，而产生向下移位的纤维对纤网就产生一定挤压，从而使纤网中的纤维靠拢而压缩。当刺针达到一定的深度后，刺针开始回返，由于刺钩顺向的缘故，产生移位的纤维脱离刺钩面以几乎垂直状态留在纤网中，犹如许多的纤维束像“销钉”那样钉入了纤网，从而使纤网产生的回缩不能恢复。预针刺后的纤维网不再高度蓬松，具有一定的密度，然后采用较细的刺针，密度较大的植针方式进行主针刺。其中主针刺的深度为4-7mm。纤维网的针刺密度为400-490刺/cm2。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为50N。
测试吸蒸馏水(或0.9％生理盐水)倍率的方法：
1、所用仪器
(1)、天平(可精确到0.001g)
(2)、滤袋(63μm尼龙网)
(3)、2L烧杯
(4)、秒表
2、步骤
(1)、在2L烧杯中倒入1000ml蒸馏水(或0.9％生理盐水)，准确称量所述非织造布的样品重量(记为W1)，装入尼龙袋。
(2)、将尼龙袋浸泡于1000ml的蒸馏水(或0.9％生理盐水)中，使其充分吸水(或0.9％生理盐水)。
(3)、60分钟后将包含非织造布的尼龙袋吊离液面，自然滴水(或0.9％生理盐水)十分钟后，此时称量非织造布的重量为W2。
(4)、取5个样测试，取平均值作为测试结果，精确至一位小数点。
3、计算方法
吸蒸馏水(或0.9％生理盐水)的倍数(g/g)＝(W2-W1)/W1
经过测试，所述非织造布的吸蒸馏水倍数为70-390g/g，所述非织造布的吸0.9％生理盐水倍数为15-90g/g。
实施例2
把聚乙烯醇超吸水纤维短纤以每平方米克重为200g/m2的基重铺网，经过预针刺、主针刺工艺制备而成非织造布。其中主针刺的针刺深度为7mm。纤维网的针刺密度为490刺/cm2，裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为10N。吸收蒸馏水倍率为120g/g，吸收生理盐水倍率为20g/g。
实施例3
把聚丙烯腈超吸水纤维短纤以每平方米克重为250g/m2的基重铺网，经过预针刺、主针刺工艺制备而成非织造布。其中主针刺的针刺深度为5mm。纤维网的针刺密度为460刺/cm2。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为200g/g，吸收生理盐水倍率为30g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为32N。
实施例4
一种超吸水纤维，由皮层和芯层组成，皮层为一层丙烯酸系共聚物或聚乙烯醇，所述的芯层为聚乙烯醇或丙烯酸系共聚物。以该超吸水纤维短纤为原料进行铺网，经针刺工艺制备成每平方米克重为190g/m2的非织造布。其中，针刺密度为480刺/cm2，针刺深度为6mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为170g/g，吸收生理盐水倍率为18g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为35N。
实施例5
一种皮-芯结构的超吸水纤维，在纤维素中均匀混合了非纤维素类高吸水性材料的纺丝原液，进行纺丝、拉伸、精制而成的纤维素类高保水性纤维。将该皮-芯机构的超吸水纤维为原料，经针刺工艺制备成300g/m2的非织造布。其中，针刺密度为500刺/cm2，针刺深度为4mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为130g/g，吸收生理盐水倍率为19g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为28N。
实施例6
在聚丙烯腈纤维水解后，在其外表面形成聚丙烯酸系吸水纤维层而成为双重结构纤维。采用具有优异纤维物理机械性能的聚丙烯腈纤维为芯层，使得吸水纤维具有高吸水倍率的同时具有良好的物理机械性能。将该超吸水纤维利用针刺工艺制备成非织造布。经针刺工艺制备成300g/m2的非织造布。其中，针刺密度为450刺/cm2，针刺深度为5mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为125g/g，吸收生理盐水倍率为16g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为33N。
实施例7
将聚丙烯系吸水纤维和共聚丙烯腈吸水纤维混合→梳理成网→铺网→针刺工艺→成品。聚丙烯酸系吸水纤维与共聚丙烯腈吸水纤维的比例为2∶8-7∶3，优选为6∶4-4∶6。经针刺工艺制备成100-300g/m2的非织造布。其中，针刺密度为440-490刺/cm2，针刺深度为3-7mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为50-390g/g，吸收生理盐水倍率为10-80g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为10-40N。
实施例8
将丙烯酸系吸水纤维和聚乙烯醇吸水纤维混合，聚丙烯酸系吸水纤维与聚乙烯醇吸水纤维以任意比例混合，利用针刺工艺制备成非织造布。。经针刺工艺制备成200g/m2的非织造布。其中，针刺密度为350刺/cm2，针刺深度为6mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为180g/g，吸收生理盐水倍率为18g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为18N。
实施例9
该非织造布以纤维素纤维为辅助原料，将聚丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇吸水纤维、聚丙烯腈超吸水纤维至少一种超吸水纤维与纤维素纤维(如浆粕或棉花)按重量比为95∶5-50∶50的范围充分混合，利用针刺工艺制备成非织造布。经针刺工艺制备成100-300g/m2的非织造布。其中，针刺密度为430480刺/cm2，针刺深度为3-7mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为55-385g/g，吸收生理盐水倍率为11-88g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为10-48N。
实施例10
将聚丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇吸水纤维、聚丙烯腈超吸水纤维至少一种超吸水纤维与合成纤维(如聚酯纤维，丙烯酸纤维，聚酰胺纤维(尼龙，芳纶、超吸收性PVA纤维)按重量比为95∶5-50∶50的范围充分混合，利用针刺工艺制备成非织造布。经针刺工艺制备成150-300g/m2的非织造布。其中，针刺密度为400-490刺/cm2，针刺深度为3-7mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为55-370g/g，吸收生理盐水倍率为15-80g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为12-48N。
实施例11
该非织造布以真丝纤维为辅助原料，将聚丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇吸水纤维、聚丙烯腈超吸水纤维至少一种超吸水纤维与真丝纤维按重量比为95∶5-50∶50的范围充分混合，利用针刺工艺制备成非织造布。经针刺工艺制备成120-180g/m2的非织造布。其中，针刺密度为400-490刺/cm2，针刺深度为3-7mm。实验中，该非织造布吸收蒸馏水倍率为150-390g/g，吸收生理盐水倍率为30-90g/g。裁取一段20mm宽度的所述非织造布，其断裂强度为10-30N。
根据本发明提供一种非织造布，该非织造布以超吸水纤维短纤为主要原料，该超吸水纤维短纤通过针刺工艺而制备成非织造布，该非织造布可以作为一次性卫生用品的吸收层，满足高吸水功能。虽然参照其中的几个优选实施方式对本发明进行了显示和描述，但是但本发明的设计构思并不局限于此，在不脱离本发明精神和范围的情况下可对其形式和细节进行各种改变、删除和增加。但是应该指出的是，可能的一些变型仍落入权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种非织造布，该非织造布以超吸水纤维短纤为主要原料，其特征是为主要原料的该超级吸水纤维短纤通过针刺工艺而制备成该非织造布，该非织造布吸收蒸馏水的倍率为50-390g/g，吸收生理盐水的倍率为10-90g/g，所述非织造布每平方米克重为100-300g，所述的非织造布用超吸水纤维由纤维素类吸水纤维、聚羧酸类吸水纤维、丙烯酸系吸水纤维、聚乙烯醇类吸水纤维和聚丙烯腈吸水纤维中的至少一种吸水纤维组成，所述的超吸水纤维含有-COOH、-COONa、-CONH2和/或-OH基团。
2.如权利要求1所述的非织造布，其特征所述非织造布的断裂强度为10-50N。
3.如权利要求1-2任一权利要求所述的非织造布，其特征是该非织造布以纤维素纤维为辅助原料，所述的超吸水纤维与纤维素纤维的重量比为95∶5-50∶50。
4.如权利要求1-2任一权利要求所述的非织造布，其特征是该非织造布以合成纤维为辅助原料，所述的超吸水纤维与合成纤维的重量比为95∶5-50∶50。
5.如权利要求1-2任一权利要求所述的非织造布，其特征是该非织造布以真丝纤维为辅助原料，所述的超吸水纤维与真丝纤维的重量比为95∶5-50∶50。
6.如上述任一权利要求所述的非织造布的用途，其特征是该非织造布用于一次性卫生物品的吸收层。
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| PB01 | Publication | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180621 Address after: 362261 Heng an industrial town, Anhai Town, Jinjiang City, Quanzhou, Fujian Patentee after: Fujian HengAn Saitary Material Co., Ltd. Address before: 362261 Jinjiang City, Fujian, Anhai Town Heng an industrial city Patentee before: Group Co., Ltd. Tai An in Fujian |