CN102535082B - 一种无纺布制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无纺布制造设备，其包括：梳理铺网单元，其用于对纤维原料进行梳理并形成纤维网；固结单元，其设置在该梳理铺网单元之后用于对该纤维网进行固结，以形成初级无纺布；揉搓单元，其设置在该固结单元之后，该揉搓单元具有预定的揉搓沟纹，所述揉搓单元用于对该初级无纺布进行揉搓处理，以使该初级无纺布中纤维的排布发生转向，并同时使该初级无纺布中的纤维随该预定揉搓沟纹发生弯曲变形。与现有技术相比，本发明所提供的该无纺布制造设备采用揉搓单元对经过固结后的初级无纺布进行揉搓处理以得到了具有纤维结构均匀的表面具有花纹图案的无纺布。

Description

一种无纺布制造设备

技术领域

本发明涉及一种无纺布制造设备。

背景技术

无纺布又称非织造布，是指不经过传统的纺纱，机织或针织所制成的布，它一般是利用梳理机将纤维原料梳理呈单根纤维状态后通过气流或机械等手段成网，然后经过水刺、针刺或热轧等方式固结，最后经过后整理形成的无编织的布料，是一种具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。

然而，在实际生产过程中，经过梳理机梳理成单根纤维的纤维原料在铺网过程中，由于铺网方式以及纤维本身的尺寸、种类以及静电性能等原因的影响，纤维之间会重新聚集成纤维束或者纤维团，从而使形成的纤维网上出现所谓的“云斑”或者纤维束现象，破坏了纤维网的均匀度，而且当这样的纤维网经过后续的固结等工艺形成无纺布产品后，形成在纤维网中的“云斑”以及纤维束就会在无纺布产品中形成硬块而影响到无纺布的手感，使得产品的品质下降。

另外，由于无纺布中的纤维具有一定的排列方向，通常用纤维的纵向（MD）和横向（CD）强力的比值来鉴别无纺布产品在各个方向上的耐撕扯性能，MD:CD的比值越小，说明无纺布产品的在各个方向上的耐撕扯性能差异越小。而在现有的无纺布工艺中，在梳理成网后的纤维网中，纤维多数会沿着纵向（即MD方向）排布，而在横向（CD方向）方向上排布的纤维相对较少，从而导致MD:CD的比值较大，使得无纺布产品的在纵向以及横向上的耐撕扯性能差异较大。

发明内容

有鉴于此，提供一种能够解决上述问题的无纺布制造设备实为必要。

一种无纺布制造设备，其包括：梳理铺网单元，其用于对纤维原料进行梳理并形成纤维网；固结单元，其设置在该梳理铺网单元之后用于对该纤维网进行固结，以形成初级无纺布；揉搓单元，其设置在该固结单元之后，该揉搓单元具有预定的揉搓沟纹，所述揉搓单元用于对该初级无纺布进行揉搓处理，以使该初级无纺布中纤维的排布发生转向以降低该初级无纺布的纵横向强度比，并同时使该初级无纺布中的纤维随该预定揉搓沟纹发生弯曲变形。

与现有技术相比，本发明所提供的该无纺布制造设备，其通过具有预定揉搓沟纹结构的揉搓单元来对固结后的初级无纺布进行揉搓处理，不但有效的减少初级无纺布上出现的“云斑”或者纤维束现象，提高纤维网的均匀度以及松厚度，而且还能够使得该初级无纺布中的部分纤维发生转向，由最初的沿着MD方向排布最终转为沿着CD方向排布，从而增加了无纺布在CD方向的纤维排布数量，减小了无纺布的MD:CD的值（即，纵横向强度比降低），降低了无纺布产品的在纵向以及横向上的耐撕扯性能差异，另外，在具有预定揉搓沟纹结构的揉搓单元的揉搓作用下，该初级无纺布的纤维在揉搓过程中会随着该预定揉搓沟纹的形状发生弯曲变形，从而在得到的无纺布产品上会形成与该预定揉搓沟纹相对应的花纹图案，使得该成品无纺布的使用性能大大提升。

附图说明

图1是本发明实施方式所提供的无纺布制造设备的结构示意图，其包括揉搓单元。

图2是图1所示的揉搓单元的结构示意图，其包括相对设置的第一揉搓辊以及第二揉搓辊。

图3是图2所示的第一揉搓辊的结构示意图。

图4是图2所示的第二揉搓辊的结构示意图。

图5是图2所示的揉搓单元在工作状态时的截面图。

图6是本发明所制备的无纺布在进行揉搓处理之前的纤维结构显微照片。

图7是本发明所制备的无纺布在经过揉搓处理之后的纤维结构显微照片。

主要元件符号说明

无纺布制造设备	100
		纤维开松单元	10
梳理铺网单元	20
		梳理部	21
铺网部	22
		纤维网	23
固结单元	30
		预湿部	31
水刺部	32
		水刺头	33
揉搓单元	40
		第一揉搓辊	41
第一揉搓部	411
		第二揉搓辊	42
第二揉搓部	421
		干燥单元	50
卷绕单元	60
		托持网帘	70
初级无纺布	80
		成品无纺布	90

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请一并参见图1至图5，本发明实施方式所提供的无纺布制造设备100，其包括纤维开松单元10、梳理铺网单元20、固结单元30、揉搓单元40、干燥单元50以及卷绕单元60。

该纤维开松单元10，其主要是通过机械之间的相对运动来对纤维、棉等无纺布原料进行撕扯、松解，来使大块的纠结纤维松解变成小块或者束状。在本实施方式中，可以根据不同的产品需要，将一种或者数种不同的纤维原料经过不同的配比混合后送至该纤维开松单元10进行充分开松。

需要说明的是，在本发明中所使用的该纤维开松单元10可以是任何一种能够应用在无纺布生产工艺中的纤维开松机构。

可以理解的，根据不同的无纺布生产工艺流程，当不需要对纤维原料进行开松处理时，该纤维开松单元10也可以省略。

该梳理铺网单元20用于对经过初步开松处理的纤维原料进行梳理，以使纤维原料处于单纤维状态，同时将经过梳理的处于单纤维状态的纤维原料铺设成网状的纤维薄层后在托持网帘的带动下向后段工序输出。在本实施方式中，该梳理铺网单元20包括梳理部21以及铺网部22。

该梳理部21用于对经过该纤维开松单元10开松处理的纤维原料进行梳理以使其处于单纤维状态，同时，该梳理部21通过对纤维原料进行梳理还可以使纤维原料中的各种纤维进一步均匀混合以及进一步除去纤维原料中所存在的杂质。

在本发明中，该梳理部21所使用的梳理机构包括目前业界所常用的罗拉式梳理机和盖板式梳理机，当然，其他类型的能够应用在无纺布生产工艺中的梳理机构都可以应用到本发明中来。

该铺网部22用于对经由该梳理部21梳理后处于单纤维状态的纤维原料进行铺设以在托持网帘70上形成纤维网23。在本发明中，该铺网部22所使用的铺网工艺包括目前业界所普遍使用的平行铺网、交叉铺网以及组合式铺网等能够应用在无纺布生产工艺中的铺网工艺。

该固结单元30用于对该托持网帘70输送进来的该纤维网23进行固结以形成初级无纺布80。

在本实施方式中，该固结单元30为水刺固结设备，其包括预湿部31以及水刺部32。

该预湿部31用于对进入该固结单元30的纤维网23进行预加湿处理，其目的在于：一方面对该纤维网23进行施压以排除该纤维网23中的空气；另一方面，使纤维网23预先吸收部分水分，从而可以使得纤维网23在进行该水刺部32后能够有效的吸收水射流的能量，以加强纤维缠结效果。在本实施方式中，该预湿部31所采用的预湿方式可以是目前业界常用的双网夹持式以及带孔滚筒与输网帘夹持式，当然还可以是其他的能够在水刺无纺布工艺中对纤维网23进行预湿处理的方式。

该水刺部32用于对经过该预湿部31预湿处理的纤维网23进行水射流冲击固结，该水刺部32包括水刺头33，该水刺头33用于提供高压水源以形成微细的高压水柱以对进入该水刺部32内的纤维网23进行水射流冲击。

经过预湿处理的该纤维网23在该托持网帘70的带动下进入到该水刺部32后，该水刺头33的喷水孔在高压的作用下会喷射出多股微细的高速水射流以射向该纤维网23，当该多股具有高速的水射流在射向该纤维网23后，其会使得该纤维网23表层的部分纤维发生包括向着该纤维网23的另一面垂直运动的位移，当水射流穿透该纤维网23后，该水射流受到该托持网帘70的反弹作用，会以不同的方位再度反弹散射到该纤维网23的贴靠在该托持网帘70的一面上。该纤维网23的上下两面在该水刺部32内如此不断的在水射流的直接冲击和反弹水流的双重作用下，纤网中的纤维发生位移、穿插、缠结、抱合，形成无数个柔性缠结点，从而使纤网得到加固。

目前业界所常用的水刺加固方式主要有平网水刺加固、转鼓水刺加固以及转鼓与平网相结合的水刺加固方式，在本实施方式中，采用的是转鼓水刺加固方式来对该纤维网23的上下两面进行水刺固结以形成该初级无纺布80。当然，目前业界所使用的所有水刺加固方式都适用于本发明。

可以理解的，在本发明中，该固结单元30对该纤维网23进行固结的方式并不限于水刺固结的方式，其还可以是针刺固结等其他在无纺布工艺中所常用的固结方式，对应的，该固结单元30可以是水刺固结设备，也可以是针刺固结设备，当然该固结单元30还可以是具有其他固结方式的固结设备，只要能够应用在本发明中对该纤维网23进行固结以形成该初级无纺布80的固结设备皆可适用于本发明。

该揉搓单元40具有预定揉搓沟纹，其用于对经过该固结单元30固结加固后形成的该初级无纺布80进行揉搓处理，其目的在于：（1）通过对该初级无纺布80的揉搓有效减少初级无纺布80上出现的“云斑”或者纤维束现象，提高初级无纺布80的均匀度以及松厚度；（2）通过机械揉搓，可以使该初级无纺布80中的纤维向着CD方向发生转向，从而增加该初级无纺布80中的纤维在CD方向的排布数量，以降低该初级无纺布的纵横向强度比；（3）按照预定图样对该揉搓单元40的揉搓沟纹进行设计，可以使得初级无纺布80的纤维按照预定设计发生弯曲变形，从而在该初级无纺布80上形成与该预定揉搓沟纹相对应的花纹图案。

在本实施方式中，该揉搓单元40包括两个相对设置的第一揉搓辊41、第二揉搓辊42，该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42之间留有间隙以供该初级无纺布80从中间通过。

可以理解的，在本发明中，还可以根据所需最终产品的特性，设置多道揉搓辊对，并且使该多道揉搓辊对之间的间隙沿着该初级无纺布80的前进方向逐渐减小，通过这种方式来逐渐增大该初级无纺布80在揉搓过程中所受到的揉搓力度，从而可以很好的降低机械揉搓给该初级无纺布80所造成的强度损失。

当然，根据不同的工艺需求，也可以设置使该多道揉搓辊对之间的间隙沿着该初级无纺布80的前进方向逐渐增大。

该第一揉搓辊41包括第一揉搓部411，该第一揉搓部411按照预定排布方式凸设在该第一揉搓辊41的外表面。该第二揉搓辊42包括第二揉搓部421，该第二揉搓部421凹设在该第二揉搓辊42的外表面与该第一揉搓辊41的第一揉搓部411相配合。在本发明中，在沿该第一揉搓辊41或者第二揉搓辊42的圆周方向上，该第一揉搓部411的宽度小于该第二揉搓部421的宽度，也就是说，该第一揉搓部411与该第二揉搓部421为间隙配合。

在本实施方式中，该第一揉搓部411为凸设在该第一揉搓辊41外表面的锥台，与该第一揉搓部411相对应的，该第二揉搓部421为凹设在该第二揉搓辊42外表面的内部空间为倒锥台的凹槽，该第一揉搓部411与该第二揉搓部421相互配合以对经过该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42之间的间隙的初级无纺布80进行揉搓处理。

优选的，在该第一揉搓辊41的辊轴方向，该第一揉搓部411呈直线间隔排布，在该第一揉搓辊41的圆周方向，该第一揉搓部411呈锯齿状间隔排布，相对应的，在该第二揉搓辊42的辊轴方向，该第二揉搓部421呈直线间隔分布，在该第二揉搓辊的圆周方向，该第二揉搓部421呈锯齿状间隔排布。

在对该初级无纺布80进行揉搓的过程中，由于在该第一揉搓辊41或第二揉搓辊42的圆周方向上，用于对该初级无纺布80进行揉搓动作的第一揉搓部411以及第二揉搓部421分别呈锯齿状交错分布，因此能够更大程度的使该初级无纺布80中在MD方向排布的纤维转向CD方向排布，并且，在该第一揉搓辊41或第二揉搓辊42的辊轴方向，将该第一揉搓部411以及第二揉搓部421设置为直线间隔排布，可以很好的避免该初级无纺布80中的纤维在揉搓过程中由CD方向转为MD方向排布。

可以理解的，在本发明中，该第一揉搓部411的形状并不限于锥台状，其还可以呈椭圆形、方形、V型以及长条形等规则形状，也可以是不规则形状。

优选的，该第一揉搓部411凸出于该第一揉搓辊41外表面的高度或者该第二揉搓部421在该第二揉搓辊42外表面凹进的深度的范围为0.05mm~5mm。

更优选的，该第一揉搓部411凸出于该第一揉搓辊41外表面的高度或者该第二揉搓部421在该第二揉搓辊42外表面凹进的深度的范围为2mm~3.5mm。

优选的，该第一揉搓部411在该第一揉搓辊41的外表面的分布密度范围为1~100个每平方厘米，相对应的，该第二揉搓部421在该第二揉搓辊42的外表面的分布密度范围为1~100个每平方厘米。

更优选的，该第一揉搓部411在该第一揉搓辊41的外表面的分布密度范围为5~20个每平方厘米，相对应的，该第二揉搓部421在该第二揉搓辊42的外表面的分布密度范围为5~20个每平方厘米。

可以理解的，在本发明中，该第一揉搓部411以及该第二揉搓部421在该第一揉搓辊41或者第二揉搓辊42上的排布方式并不限于上述锯齿状以及直线的排布方式，其还可以是其它形式的排布方式，只要能够对经过其间隙的该初级无纺布80进行揉搓初级即可。

可以理解的，在本发明中，还可以按照预定的纹路图案来对该第一揉搓部411以及第二揉搓部421在该第一揉搓辊41以及第二揉搓辊42上的排布方式进行设计，只要能够实现对经过该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42之间的间隙的初级无纺布80进行揉搓即可。

优选的，在该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42相互配合时，该第一揉搓部411与该第二揉搓部421的相互接合的深度为0.02mm~0.5mm。

更优选的，在该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42相互配合时，该第一揉搓部411与该第二揉搓部421的相互接合的深度为0.05mm~0.2mm。

通过上述设计，当该初级无纺布80在经过该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42之间的间隙时，该相互对应配合的第一揉搓部411以第二揉搓部421能够对该初级无纺布80中的绝大部分纤维进行机械揉搓，从而大大增加了纤维向着初级无纺布80的CD方向转向的几率，提高了初级无纺布80在CD方向上的纤维排布数量，请参见图6及图7，通过对比揉搓前后该初级无纺布80的显微照片，可以明显的看出，经过揉搓处理后，该初级无纺布80的纤维结构更加均匀，并且在CD方向上的纤维排布数量明显增多。

请参见下表，是采用交叉铺网方式所得到的初级无纺布样品1及样品2、采用平行铺网方式所得到的初级无纺布样品3及样品4在经过上述揉搓单元40揉搓前后的物性的变化情况，其中，样品1及样品3的物性数据是初级无纺布在干燥状态下进行揉搓处理后所测得，样品2及样品4的物性数据是初级无纺布在湿润状态下进行揉搓处理后所测得。

由上表中的数据，可以明显看出，经过揉搓后的初级无纺布样品1、样品2、样品3以及样品4的厚度都有所增加，MD/CD比值都有所降低。根据上表中的数据并结合图6以及图7，可以确定的是，经过本发明所提供的该无纺布制造设备100中的该揉搓单元40对初级无纺布80进行揉搓确实可以使无纺布在CD方向上的纤维排布数量增加，从而降低无纺布的MD/CD比值以及增加无纺布的厚度。通过多次的实验验证得知，在厚度方面，揉搓后的无纺布厚度在原先基础上增加的范围大致为0~30%，在MD/CD比值（即，纵横向强度比）方面，揉搓后的无纺布MD/CD比值在原先基础上减小的范围大致为0~25%。

由于在本实施方式中，该固结单元30为水刺固结设备，因此该初级无纺布80是在湿润的状态下通过该第一揉搓辊41与该第二揉搓辊42之间的间隙而发生纤维弯曲变形的。

该干燥单元50用于对经过该揉搓单元40揉搓的初级无纺布80进行干燥以得到成品无纺布90。在本实施方式中，该干燥单元50为烘缸，其设置在该揉搓单元40的后面用于对经过揉搓的该初级无纺布80进行干燥处理。

可以理解的，在本发明中，该干燥单元50还可以是热风烘干等其它能够应用到水刺无纺布生产工艺中来对水刺布进行干燥的设备。

由于在本实施方式中，该初级无纺布80是在处于湿润状态下发生了纤维的弯曲变形，因此在该成品无纺布90上所形成的该花纹图案具有一定的记忆效应，即，该成品无纺布90在再次遇水湿润后，形成在该成品无纺布90上的花纹图案不会消失，依然会保持原有的花纹图案，从而使得该成品无纺布90的使用性能大大提升。

当然，在本发明中，该揉搓单元40可以设置于该干燥单元50之后，以在该初级无纺布80处于干燥的状态下进行揉搓处理，当然，在干燥状态下，当加大对该初级无纺布80的揉搓力度时，形成在该初级无纺布80上的花纹图案在遇水后也不会消失，依然会保持原有的花纹图案。

可以理解的，当该固结单元30为针刺固结或者热风固结等其他固结设备时，该干燥单元50也可以省略。

该卷绕单元60用于对干燥后得到的成品无纺布90进行卷绕收取。

当然，在本发明中，该无纺布制造设备100还包括其它一些在无纺布工艺中所不可或缺的设备，例如当该固结单元30为水刺固结设备时，其还包括用于与水刺头相配合使用的抽水设备、水循环设备等等，由于本发明不涉及对这些设备的改进，因此在本说明书实施方式中没有对这些设备进行介绍说明，但这并不意味着本发明所提供的该无纺布制造设备100不包括那些在无纺布工艺中不可或缺的设备。

与现有技术相比，本发明所提供的该无纺布制造设备100，其通过设置揉搓单元40来对固结后的初级无纺布80进行揉搓，不但能够有效的减少初级无纺布80上出现的“云斑”或者纤维束现象，提高纤维网的均匀度以及松厚度，而且还能够使得该初级无纺布80中的部分纤维发生转向，由最初的沿着MD方向排布最终转为沿着CD方向排布，从而增加了无纺布在CD方向的纤维排布数量，减小了无纺布的MD:CD的值，降低了无纺布产品的在纵向以及横向上的耐撕扯性能差异，另外，在具有预定揉搓沟纹结构的揉搓单元的揉搓作用下，该初级无纺布的纤维在揉搓过程中会随着该预定揉搓沟纹的形状发生弯曲变形，从而在得到的无纺布产品上会形成与该预定揉搓沟纹相对应的花纹图案，使得该成品无纺布的使用性能大大提升。特别的，本发明所提供的该无纺布制造设备中的固结单元为水刺固结设备时，所得到的无纺布产品上形成的花纹图案具有记忆效应，即，当该成品无纺布再次遇水湿润后，形成在该成品无纺布上的花纹图案不会消失，依然会保持原有的花纹图案。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。故，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无纺布制造设备，其包括：

梳理铺网单元，其用于对纤维原料进行梳理并形成纤维网；

水刺固结单元，其设置在该梳理铺网单元之后用于对该纤维网进行水刺固结，以形成初级无纺布；

干燥单元，其设置于该水刺固结单元之后用于对该初级无纺布进行干燥；以及

揉搓单元，其设置在该干燥单元之后，该揉搓单元包括相对设置的第一揉搓辊以及第二揉搓辊，该第一揉搓辊与该第二揉搓辊之间具有间隙以供干燥后的初级无纺布经过，该第一揉搓辊与该第二揉搓辊的表面形成有相互对应配合的预定揉搓沟纹，所述揉搓单元用于在干燥后的初级无纺布通过该第一揉搓辊与该第二揉搓辊之间的间隙时，利用该第一揉搓辊与该第二揉搓辊对该干燥后的初级无纺布进行揉搓处理，以使干燥后的初级无纺布中纤维的排布发生转向以降低该干燥后的初级无纺布的纵横向强度比，并同时使该干燥后的初级无纺布中的纤维随该揉搓沟纹发生弯曲变形以在该干燥后的初级无纺布上形成与该预定揉搓沟纹相对应的花纹，以得到成品无纺布。

2.如权利要求1所述的无纺布制造设备，其特征在于：该第一揉搓辊的外表面凸设有按照预定方式排布的第一揉搓部，该第二揉搓辊的外表面凹设有与该第一揉搓部相互对应的第二揉搓部，该第一揉搓部与该第二揉搓部相互间隙配合以对该初级无纺布进行揉搓处理。

3.如权利要求2所述的无纺布制造设备，其特征在于：在该第一揉搓辊的圆周方向上，该第一揉搓部呈锯齿状间隔排布在该第一揉搓辊的外表面。

4.如权利要求3所述的无纺布制造设备，其特征在于：在该第一揉搓辊的辊轴方向上，该第一揉搓部呈直线间隔排布在该第一揉搓辊的外表面。

5.如权利要求4所述的无纺布制造设备，其特征在于：该第一揉搓部与该第二揉搓部为相互配合的锥台、椭圆、方形、长条形或者V型结构。

6.如权利要求2所述的无纺布制造设备，其特征在于：该第一揉搓部凸出于该第一揉搓辊外表面的高度范围为0.05mm～5mm。

7.如权利要求2所述的无纺布制造设备，其特征在于：该第一揉搓部在该第一揉搓辊外表面的分布密度范围为1～100个每平方厘米。

8.如权利要求1所述的无纺布制造设备，其特征在于：该无纺布制造设备进一步包括一卷曲单元，该卷曲单元设置在该揉搓单元之后用于收取该成品无纺布。

9.如权利要求1所述的无纺布制造设备，其特征在于：该干燥单元为烘缸。

10.如权利要求1所述的无纺布制造设备，其特征在于：该干燥单元为热风干燥设备。

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