CN102747537B - 一种复合无纺布固结设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合无纺布固结设备，其用于对无纺布纤维复合体进行固结，该无纺布纤维复合体包括第一热熔性纤维层以及叠设在该第一热熔性纤维层下的亲水性纤维层，该复合无纺布固结设备包括：热气源，其用于提供脉冲热气流；喷射口，其与该热气源相连通，该喷射口用于供该脉冲热气流通过以形成至少一束脉冲热气体射流，该至少一束脉冲热气体射流用于对该无纺布纤维复合体进行喷射冲击，以使该第一热熔性纤维层的热熔性纤维软化，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点。本发明还涉及一种复合无纺布固结工艺。

Description

一种复合无纺布固结设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种复合无纺布固结设备及工艺。

背景技术

高分子聚合物材料大都具有热熔性，即加热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流动性的粘流体，冷却后又重新固化，变成固体。热粘合非织造工艺就是利用热熔性高分子聚合物材料的这一特性，使纤维网受热后部分纤维或热熔粉末软化熔融，纤维间产生粘连，冷却后纤维网得到加固而成为热粘合非织造材料。目前广泛使用的热粘合工艺主要包括热熔粘合法、热轧粘合法和超声波粘合法，其中以热熔粘合和热轧粘合法的应用最为广泛。

热熔粘合法一般采用热风穿透式的烘箱烘燥的方式，其工艺过程是在纤维开松混合过程前将热熔纤维或聚合物粉末掺杂在主体纤维中，使其与主体纤维一同经过开松、混合和梳理而均匀分布在纤网中，然后利用热风加热以使纤网中的热熔纤维或聚合物粉末受热熔融，熔体发生流动并凝结在纤维交叉点上，达到粘合主体纤网的目的。热轧粘合法也是利用热熔性聚合物的受热熔融、流动和凝结来达到粘合纤网的目的。其与热熔法不同的是，它以热轧辊的形式取代热熔粘合法的烘箱来实现对非织造布纤网的热粘合。该工艺过程是将疏松的纤网输送到一对加热的轧辊之间，随着纤网从轧点中通过，使纤维受到来自轧辊的热和压力作用，发生熔融并在纤维间的交叉点处形成熔接，从而实现对纤网的固结而成布。

目前的复合无纺布大多都是非热熔性纤维与热熔性纤维按照一定比例混合后，采用热粘合工艺使热熔性纤维的表面熔融后将非热熔性纤维粘固在一起形成无纺布。然而，在上述过程中，会很容易出现熔融后的热熔性纤维彼此之间发生粘连成片或成条的现象，当冷却后，这些粘连区域就会在无纺布上形成硬块，不但影响无纺布的手感，而且形成的硬块区域会大大影响到无纺布的柔软性能以及吸水性能，从而导致制得的无纺布使用性能下降。

发明内容

有鉴于此，提供一种能够解决上述问题的复合无纺布固结工艺及设备实为必要。

一种复合无纺布固结设备，其用于对无纺布纤维复合体进行固结，该无纺布纤维复合体包括第一热熔性纤维层以及叠设在该第一热熔性纤维层下的亲水性纤维层，该复合无纺布固结设备包括：热气源，其用于提供脉冲热气流；喷射口，其与该热气源相连通，该喷射口用于供该脉冲热气流通过以形成脉冲热空气射流，该脉冲热空气射流用于对该无纺布纤维复合体进行冲击，以使该第一热熔性纤维层的热熔性纤维软化，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点。

一种复合无纺布固结工艺，其包括如下步骤：提供一无纺布纤维复合体，其包括第一热熔性纤维层以及层叠设置在该第一热熔性纤维层下的亲水性纤维层；提供一复合无纺布固结设备，其包括热气源以及与该热气源相连通的喷射口，该热气源通过该喷射口向外喷射至少一束脉冲热气流，利用该至少一束脉冲热气流对该无纺布纤维复合体进行喷射，以使该第一热熔性纤维层内的热熔性纤维软化发粘，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点。

与现有技术相比，本发明所提供的该复合无纺布固结设备及工艺，其通过采用脉冲热空气射流来对包含有热熔性纤维材料的无纺布纤维复合体进行固结，使该热熔性纤维在该脉冲热空气射流的冲击下先软化发粘，然后在该脉冲热空气射流的带动下向该无纺布纤维复合体的厚度方向发生弯曲转向，并在该脉冲热空气射流的带动下进入到下层的亲水性纤维层中以与该亲水性纤维层中的亲水性纤维粘接固结，以形成复合无纺布吸收体。并且由于本发明所使用的热空气射流是以脉冲的形式对无纺布纤维复合体进行冲击固结，因此，在该无纺布纤维复合体的前进方向上不会对无纺布纤维复合体内的热熔性纤维造成连续性加热，避免了热熔性纤维粘连成片或成条的现象，并且还可以通过控制喷射口的分布密度、分布方式以及热空气射流的脉冲频率，来控制无纺布纤维复合体中的固结点的密度以及分布，以此来控制复合无纺布吸收体的柔软度以及蓬松性能。另外，在该复合无纺布固结设备的脉冲热空气射流的冲击下，在无纺布纤维复合体的被冲击区域，沿其厚度方向会形成细微的冲击孔洞，并且热熔性纤维的转向还会导致该被冲击孔洞附近的纤维沿厚度方向的纤维排布密度高于其它区域，沿长度方向的纤维排布密度低于其它区域，这样的纤维结构可以很好的提高复合无纺布吸收体的吸水速率。更进一步的，在该复合无纺布固结设备对该无纺布纤维复合体进行热空气射流冲击固结的过程中，还可以通过调节该复合无纺布固结设备所喷射的脉冲热空气射流的冲击强度及热空气射流的直径来控制热熔性纤维层中被软化的热熔纤维进入到亲水性纤维层内的深度以及冲击孔洞的直径，以使制得的复合无纺布吸收体满足不同的使用需求。

附图说明

图1是本发明第一实施方式所提供的复合无纺布固结设备的工作过程示意图。

图2是本发明第二实施方式所提供的复合无纺布固结设备的工作过程示意图，其包括气体源以及壳体。

图3是图2所示的气体源与壳体的配合关系示意图。

图4是图2所示的气体源与壳体的配合关系截面图。

主要元件符号说明

复合无纺布固结设备	100，300
		无纺布纤维复合体	200
第一热熔性纤维层	210
		亲水性纤维层	220
托持网帘	10
		热气源	20
气体发生装置	21
		脉冲阀门	22
喷射口	30，321
		脉冲热空气射流	31
抽真空设备	40，330
		气体源	310
侧壁	311
		气体出口	312
壳体	320
		热空气射流	322

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

请参见图1所示，本发明第一实施方式提供的复合无纺布固结设备100，其用于对无纺布纤维复合体200进行固结，该无纺布纤维复合体200包括第一热熔性纤维层210以及叠设在该第一热熔性纤维层210下的亲水性纤维层220。该复合无纺布固结设备100包括托持网帘10、热气源20、多个喷射口30以及抽真空设备40。

该托持网帘10用于对该无纺布纤维复合体200进行托持以及按照一定的速度进行传输，以利于该复合无纺布固结设备100对该无纺布纤维复合体200进行固结处理。

可以理解的，在本发明中，该托持网帘10可以是属于无纺布制造设备的一部分，也就是说该复合无纺布固结设备100可以不包括该托持网帘10。

在本实施方式中，该无纺布纤维复合体200中的该亲水性纤维层220贴靠在该托持网帘10的表面，该第一热熔性纤维层210层叠在该亲水性纤维层220上。

可以理解的，根据不同的产品需求，该无纺布纤维复合体200的结构并不限于该第一热熔性纤维层210与该亲水性纤维层220上下层叠的结构，其还可以包括第二热熔性纤维层，该第二热熔性纤维层与该第一热熔性纤维层210相配合以将该亲水性纤维层220夹设于其中形成，形成以该第一热熔性纤维层210与第二热熔性纤维层为上下两层、该亲水性纤维层220为中间层的三层夹心结构。

该热气源20用于提供能够使该无纺布纤维复合体200内的热熔性纤维软化发粘的脉冲热气流。

在本实施方式中，该热气源20包括气体发生装置21以及脉冲阀门22。其中，该气体发生装置21用于产生能够使该无纺布纤维复合体200内的热熔性纤维软化发粘的热气体，该脉冲阀门22用于控制释放该气体发生装置21所产生的热气体，以发出能够使该无纺布纤维复合体200内的热熔性纤维软化发粘的脉冲热气流。

在本发明中，该热气源20所喷射出来的热空气的温度并不局限于某一温度范围，其取决于需要进行固结的热熔性纤维材料的软化熔融温度，一般来讲，该热气源20所喷射出来的热空气的温度大致在70~300℃范围内时，可以满足使大多数热熔性纤维软化发粘的需求。

可以理解的，在本发明中，只要能够产生使热熔性纤维软化发粘的脉冲热气流的气源装置都可以适用于本发明。

该多个喷射口30与该热气源20相连通，用于供该热气源20所发出的脉冲热气流通过以形成多束微细的脉冲热空气射流31。

在本实施方式中，该多个喷射口30设置在托持网帘10的上方并垂直朝向该第一热熔性纤维层210，以使由该喷射口30喷射出的脉冲热空气射流31能够对该第一热熔性纤维层210进行垂直冲击。当然，该喷射口30也可以不垂直朝向该第一热熔性纤维层210设置。

在本发明中，通过控制该喷射口30相对于该第一热熔性纤维层210的分布密度以及排布方式，可以控制固结处理后的复合无纺布中固结点的密度以及固结点在复合无纺布中的分布方式，以此来控制复合无纺布产品的柔软度以及蓬松性能。

在工作时，该多个喷射口30所喷射出来的脉冲热空气射流31在对该第一热熔性纤维层210的热熔性纤维进行冲击的过程中，该第一热熔性纤维层210的热熔性纤维，尤其是该第一热熔性纤维层210的表层纤维，在该脉冲热空气射流31的作用下会软化发粘，并且该第一热熔性纤维层210软化发粘的表层纤维会在该脉冲热空气射流31的冲击下，顺着该脉冲热空气射流31的冲击方向发生弯曲转向，并由该脉冲热空气射流31带入到下层的亲水性纤维层220中，冷却后，进入到该亲水性纤维层220内的纤维就会与该亲水性纤维层220产生粘接点，从而将该第一热熔性纤维层210与该亲水性纤维层220固结在一起。并且，在该脉冲热空气射流31的冲击下，在该无纺布纤维复合体200的被冲击区域沿其厚度方向会形成细微的冲击孔洞，由于第一热熔性纤维层210的纤维在冲击下发生弯曲转向，所以该区域沿厚度方向排布的纤维要比其它区域高，这样的纤维结构可以很好的提高由该无纺布纤维复合体200所制成的复合无纺布吸收体的吸水速率。

更进一步的，当该无纺布纤维复合体200为以该第一热熔性纤维层210与第二热熔性纤维层为上下两层、该亲水性纤维层220为中间层的三层夹心结构时，可是使用该复合无纺布固结设备100对该无纺布纤维复合体200的两面都进行热空气冲击固结，从而可以形成具有良好吸水性能的复合无纺布吸收体，该复合无纺布吸收体可以用作一次性吸水性卫生用品的基材，如湿巾、尿布等。

更进一步的，在该复合无纺布固结设备100对该无纺布纤维复合体200进行热空气射流冲击固结的过程中，还可以通过调节该复合无纺布固结设备100所喷射的脉冲热空气射流31的冲击强度来控制第一热熔性纤维层200中被软化的热熔纤维进入到该第二纤维层220内的深度，以使制得的复合无纺布满足不同的使用需求。

当然，当所制备的无纺布纤维复合体200具有外观要求时，为了避免该脉冲热空气射流31冲击所形成的冲击孔洞在该无纺布纤维复合体200的表面留下明显的热加工痕迹，可以通过控制该喷射口30的内径来控制该脉冲热空气射流31的直径，优选的，该喷射口30的内径小于1mm。

该抽真空设备40位于该托持网帘10的下方并与该多个喷射口30相对设置。该抽真空设备40用于对该多个喷射口20喷射出来的脉冲热空气射流31进行导向，以提高该脉冲热空气射流31的方向性以及冲击强度。

可以理解的，当该多个喷射口20所喷射出来的脉冲热空气射流31的射出速度以及冲击强度能够满足工艺要求时，该抽真空设备40也可以省略。

请参见图2至图4所示，本发明第二实施方式提供的另一种复合无纺布固结设备300，其包括气体源310以及壳体320。

该气体源310大致呈圆柱状，其具有侧壁311，在该侧壁311上开设有沿该气体源310的轴向呈条状延伸的气体出口312，该气体源310通过该气体出口312向外界输出热气体。

可以理解的是，在其他的实施方式中，该气体出口312还可以是多个，并且在该侧壁311上沿该气体源310的轴向间隔分布。

该壳体320为中空的圆柱状，其套设在该气体源310的侧壁311上并可相对该气体源310转动。

该壳体320上开设有喷射口321，该喷射口321在壳体上的分布跟该气体出口312的分布匹配，也即当该壳体320相对该气体源310转动到某一位置时，该喷射口321与该气体出口312可以相重合，此时由该气体出口312输出的热气体经由该喷射口321射向外部以形成热空气射流322。

在本实施方式中，该壳体320相对静止，该气体源310在驱动力的作用下在该壳体320内转动，通过设定该气体源310的转动速度来设定该喷射口321与该气体出口312的重合间隔时间，以使得该热空气射流322呈脉冲形式向外喷射。

可以理解的是，还可以使该气体源310相对静止，并使其气体出口312朝向无纺布纤维复合体200，然后设置使该壳体320转动，通过设置该壳体320的转动速度来设定该喷射口321与该气体出口312重合的间隔时间，以使得该热空气射流322呈脉冲形式向外喷射。

可以理解的是，还可以使该热气源310与该壳体320分别具有不同的转动速度，只要分别控制该热气源310与该壳体320的旋转速度，以使该气体出口312在朝向该无纺布纤维复合体200时，正好与该喷射口321相重合以向该无纺布纤维复合体200发射该热空气射流322即可。

当然，可以理解的是，在该壳体320的喷射口321与该气体源310的气体出口312处于相重合的状态时，该壳体320与该气体源310之间也可以相对静止，只需要控制该气体源310按照一定的频率发射脉冲热气流即可。

需要说明的是，在本实施方式中，该壳体320与该气体源310之间可以通过密封圈、润滑油等机械领域常用的密封形式进行密封，以保证当该气体源310的气体出口312在与该喷射口321不相重合时，该气体源310所提供的热气体不会由该壳体320与该气体源310的配合间隙中泄露。

与第一实施方式提供的该复合无纺布固结设备100一样，当该复合无纺布固结设备300应用到无纺布制造过程中对该无纺布纤维复合体200进行固结时，将该复合无纺布固结设备300设置在该第一热熔性纤维层210的上方，并使该壳体320的喷射口321朝向该第一热熔性纤维层210，启动该气体源310使其在该壳体320内转动，在该气体源310的气体出口312与该喷射口321相重合时，该喷射口321内就会喷射出热空气射流322以对该第一热熔性纤维层210的表层纤维进行冲击，以使该第一热熔性纤维层210的表层纤维在热空气的作用下软化发粘，并在该热空气射流322的冲击带动下进入到下层的亲水性纤维层220内，与亲水性纤维层220中的纤维发生粘接，从而将该无纺布纤维复合体200的第一热熔性纤维层210与该亲水性纤维层220固结在一起。

可以理解的是，该复合无纺布固结设备300对该无纺布纤维复合体200进行固结处理时，也可以在该无纺布纤维复合体200的下方设置与该喷射口321相对应的抽真空设备330，通过该抽真空设备330来对由该喷射口321内喷射出来的热空气射流322进行导向，以提高该热空气射流322的方向性以及冲击强度。

本发明还涉及使用上述复合无纺布固结设备对复合无纺布进行固结的工艺。

需要说明的是，在本发明所提供的第一实施方式以及第二实施方式中，采用热空气射流来代表由该复合无纺布固结设备所喷射出来的热气体，但，这并不意味着本发明所提供的该复合无纺布固结设备所喷射的热气流仅为热空气，其还可以是任何能够在加热状态下对热熔性纤维进行软化冲击的气体。

与现有技术相比，本发明所提供的该复合无纺布固结设备及工艺，其通过采用脉冲热空气射流来对包含有热熔性纤维材料的无纺布纤维复合体进行固结，使该热熔性纤维在该脉冲热空气射流的冲击下先软化发粘，然后在该脉冲热空气射流的带动下向该无纺布纤维复合体的厚度方向发生弯曲转向，并在该脉冲热空气射流的带动下进入到下层的纤维层中并与下层纤维层中的纤维粘接固结。并且由于本发明所使用的热空气射流是以脉冲的形式对无纺布纤维复合体进行冲击固结，因此，在该无纺布纤维复合体的前进方向上不会对无纺布纤维复合体内的热熔性纤维造成连续性加热，避免了热熔性纤维粘连成片或成条的现象，并且还可以通过控制喷射口的分布密度、分布方式以及热空气射流的脉冲频率，来控制无纺布纤维复合体中的固结点的密度以及分布，以此来控制无纺布纤维复合体的柔软度以及蓬松性能。另外，在该复合无纺布固结设备的脉冲热空气射流的冲击下，在无纺布纤维复合体的被冲击区域，沿其厚度方向会形成细微的冲击孔洞，并且热熔性纤维的转向还会导致该被冲击孔洞附近的纤维沿厚度方向的纤维排布密度高于其它区域，沿长度方向的纤维排布密度低于其它区域，这样的纤维结构可以很好的提高复合无纺布吸收体的吸水速率。更进一步的，在该复合无纺布固结设备对该无纺布纤维复合体进行热空气射流冲击固结的过程中，还可以通过调节该复合无纺布固结设备所喷射的脉冲热空气射流的冲击强度以及脉冲热空气射流的直径来控制第一热熔性纤维层中被软化的热熔纤维进入到该第二纤维层内的深度以及冲击孔洞的直径，以使制得的无纺布纤维复合体满足不同的使用需求。

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 (4)

1.一种复合无纺布固结设备，其用于对无纺布纤维复合体进行固结，该无纺布纤维复合体包括第一热熔性纤维层以及叠设在该第一热熔性纤维层下的亲水性纤维层，该复合无纺布固结设备包括：

热气源以及喷射口，其中，该热气源包括气体发生装置以及脉冲阀门，该气体发生装置用于产生热气体，该脉冲阀门用于控制释放该气体发生装置所产生的热气体，以形成至少一束脉冲热气流；喷射口与热气源相连通，该喷射口用于供脉冲热气流通过以形成至少一束脉冲热气体射流，该至少一束脉冲热气体射流用于对无纺布纤维复合体进行喷射冲击，以使第一热熔性纤维层的热熔性纤维软化，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点；

或者该复合无纺布固结设备包括一气体源以及套设在该气体源周围的壳体，该壳体相对该气体源转动，该气体源用于提供热气体，该气体源具有气体出口用于向外界输出该热气体，喷射口开设在该壳体上并与该气体出口相互对应，在该喷射口转动到与该气体出口重合的位置时，该气体源所提供的热气体自该喷射口射出以形成至少一束热气体射流，该气体源呈圆柱状，该气体出口开设在该气体源的侧壁上并沿该气体源的轴向连续延伸，该壳体套设在该气体源的侧壁上，该喷射口开设在该壳体的侧壁上并沿该壳体的轴向间隔延伸分布。

2.如权利要求1所述的复合无纺布固结设备，其特征在于：该复合无纺布固结设备进一步包括抽真空设备，该抽真空设备与喷射口相对设置，用于对自该喷射口喷射出来的热气体射流进行导向。

3.一种复合无纺布固结工艺，其包括如下步骤：

提供一无纺布纤维复合体，其包括第一热熔性纤维层以及叠设在该第一热熔性纤维层下的亲水性纤维层；

提供一复合无纺布固结设备，其包括热气源以及与该热气源相连通的喷射口，该热气源包括气体发生装置以及脉冲阀门，该气体发生装置用于产生热气体，该脉冲阀门用于控制释放该气体发生装置所产生的热气体，以形成至少一束脉冲热气流，喷射口与热气源相连通，该喷射口用于供脉冲热气流通过以形成至少一束脉冲热气体射流，该至少一束脉冲热气体射流用于对无纺布纤维复合体进行喷射冲击，以使第一热熔性纤维层的热熔性纤维软化，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点；

或者该复合无纺布固结设备包括一气体源以及套设在该气体源周围的壳体，该壳体相对该气体源转动，该气体源用于提供热气体，该气体源具有气体出口用于向外界输出该热气体，该喷射口开设在该壳体上并与该气体出口相互对应，在该喷射口转动到与该气体出口重合的位置时，该气体源所提供的热气体自该喷射口射出以形成至少一束热气体射流，该气体源呈圆柱状，该气体出口开设在该气体源的侧壁上并沿该气体源的轴向连续延伸，该壳体套设在该气体源的侧壁上，该喷射口开设在该壳体的侧壁上并沿该壳体的轴向间隔延伸分布；

利用该至少一束脉冲热气流对该无纺布纤维复合体进行喷射，以使该第一热熔性纤维层内的热熔性纤维软化发粘，并将软化后的热熔性纤维带入该亲水性纤维层内形成固结点。

4.如权利要求3所述的复合无纺布固结工艺，其特征在于：该复合无纺布固结设备进一步包括抽真空设备，该抽真空设备与喷射口相对设置，用于对自该喷射口喷射出来的热气体射流进行导向。