CN103031665B

CN103031665B - 一种膨化芯材及其制造工艺和应用

Info

Publication number: CN103031665B
Application number: CN201210575947.6A
Authority: CN
Inventors: 冯勋旺; 任继春; 王娟; 马克·纽曼
Original assignee: Pok Oi (china) Puffed Core Material Co Ltd
Current assignee: Pok Oi (china) Puffed Core Material Co Ltd
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: CN103031665A

Abstract

本发明涉及一种膨化芯材及其制造工艺和应用，该膨化芯材结构包括：(a)第一层只含有偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的10%-40%；(b)能与第一层液体连通的第二层，包括纤维素纤维，选择性的使用与第一层相同或不同的同芯或偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30%-45%；(c)能与上述第二层液体连通的第三层，包括纤维素纤维，选择性的使用与第一层相同或不同的同芯或偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30%-45%。本发明的膨化芯材具有了快速渗透，表面干爽，而其高蓬松的性能也使产品异常柔软，提升了产品层次，降低了厂商生产成本，提高了生产效率。

Description

一种膨化芯材及其制造工艺和应用

技术领域

本发明涉及一种结构新颖，同时具有快速渗透，表面瞬干，高蓬松性能的膨化芯材，包括该膨化芯材的结构和制造工艺。

背景技术

膨化芯材（无尘纸）是以几毫米长的木浆纤维为主要原料，通过气流成网及不同固结方法生产出来的。这种技术可生产出各种不同厚度、不同柔软度、不同吸湿性的材料，其产品主要用于纸尿裤、妇女卫生用品、成人失禁用品等一次性用即弃卫生用品。而速渗是膨化芯材性能的重要指标之一。

速渗是指液体在制品表面留存的时间短暂，在极短的时间内将液体输送到功能层，来保持表面干爽。现在的高端用即弃卫生用品中的导流层多采用热风无纺布和无尘纸联合使用，以达到更好的导流速渗效果，这种结构的产品成本较高，生产效率也较低。

发明内容

为了进一步优化创新现有技术，本发明一体结合了热风无纺布的优异导流和无尘纸过渡锁水的效果，选择性的使用同芯或偏芯型双组分复合纤维，创新了膨化芯材的新结构，使该产品具有了快速渗透，表面干爽和高蓬松的特性。

本发明的具体技术方案如下：

本发明涉及一种膨化芯材，其结构包括：

(a)第一层只含有偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的10%-40%；

(b)能与第一层液体连通的第二层，包括纤维素纤维，选择性的使用与第一层相同或不同的同芯或偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30%-45%；

(c)能与上述第二层液体连通的第三层，包括纤维素纤维，选择性的使用与第一层相同或不同的同芯或偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30%45%；

上述产品总量指的是第一层、第二层、第三层的总质量之和，百分比例均指质量百分比。

本发明中涉及到的双组分复合纤维是将来两种不同熔点、不同强度、不用结构的纤维复合在一起，在高温条件下，外部纤维熔融并将周围同类纤维以及其他品类纤维粘结，可以增强产品强度。偏芯型双组分复合分纤维是相对于同芯型双组分复合分纤维的一种结构不同的纤维。同芯型双组份复合纤维的两种复合纤维以皮芯结构，不同比例复合但同轴同心。偏芯型双组分复合分纤维是两种复合纤维以皮芯结构，不同比例复合但二者并不同轴不同心。在这里皮芯结构是指一种纤维被另一种纤维成分以360度包覆，形成皮芯结构。偏芯型双组分复合分纤维其在加热后会两端翘起，产生天然弧度，这有助于实现产品的高蓬松性能。

所述的同芯或偏芯型双组分复合纤维选自聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯/聚乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯/聚丙烯的共聚物或其混合物。所用偏芯型纤维的偏心度优选为10%-30%。

优选的，第三层中各组分以本层为基准包含：70%-90%纤维素纤维，10%-30%的同芯或偏芯型双组分复合纤维；第二层中各组分组成为：65%-90%纤维素纤维，10%-35%的同芯或偏芯型双组分复合纤维；

优选的，所述第三层还包括乳液，乳液的加入量大约为产品总量的0%-20%。第三层表层独有的纯100%双组份纤维使其本身具有了防尘和高强度的特性，为避免胶液形成的胶膜影响表面液体渗透和手感，上表层将不施胶。第三层底层喷洒胶液将起到加固纤维之间的饱和以起到降尘和提高强度的效果。

所述的乳液选自醋酸乙烯－乙烯型乳液、丙烯酸酯类乳液、苯乙烯－丁二烯类乳液、苯乙烯－丁二烯丙烯酸类乳液，或聚乙烯醇中的一种。

所述的纤维素纤维选自绒毛浆、针叶木浆、阔叶木浆、草浆、化学浆、化学机械浆、热机浆的纤维或其混合物，长度大约为2-5mm，具有多种形态。

优选的，双组分复合纤维长度大约为2-12mm，纤度约为1.6-17分特；双组分复合纤维具有多种截面结构。

上述膨化芯材的定量为从约80g/m²至约200g/m²，密度为约0.03g/cm³至0.13g/cm³，厚度为约1.5mm至4mm，液体渗透速度为约0.7sec.至2sec.。

上述膨化芯材用气流成网制造工艺，其层状结构在成形过程中连续生产完成，其制

造成形工艺包括以下步骤：

(f)将各种所需原料备好送入到成形头中，混合均匀；

(g)将混合均匀的原料经成形头气流成网，均匀成形，并且三层结构经过三个成形头连续完成；

(h)成形的产品送往第一个干燥箱中进行加热，烘干固化；

(i)将从第一个干燥箱中出来的产品对其一面进行喷胶，然后送往第二个干燥箱及第三个干燥箱中进行烘干固化；

(j)最后将从第三个干燥箱出来的产品冷却后进行卷绕。

上述膨化芯材具有很好的液体渗透、扩散和吸收能力，主要用于用即弃卫生用品中，如妇女卫生用品，医疗卫生及失禁用品等。

本发明的膨化芯材的第一层作为表层，全部是由双组分纤维组成，由于双组分纤维不具有吸水、含水性能，水分与表层接触后迅速渗入中间层和底层来实现速渗、瞬干的效果。

由于表层双组分纤维在受热后形成较薄的膜状结构，所以产品的厚度主要由第二层以及第三层底层来提供，来达到高蓬松的效果，较好的蓬松性也可以促进快速渗透。

本发明的膨化芯材通过新的结构设计，将热风无纺布的优异导流和无尘纸过渡锁水的效果一体结合，使产品具有了快速渗透，表面干爽，而其高蓬松的性能也使产品异常柔软，提升了产品层次，降低了厂商生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的膨化芯材的结构示意图。

其中：a1为第一层，a2为第二层，a3为第三层，1为第三层中的双组份纤维，2为第一层和第二层中的双组份纤维，3为第一层和第二层中的木浆纤维。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，但不限定本发明的保护范围。

本发明的膨化芯材的测试方法如下：

1.厚度(EDANA30.5-99)

厚度:在两个测量板间,在一定压力（0.5kPa）下测出的距离,单位为mm。

测试仪器:数显式厚度测试仪。

按照不同产品的要求进行取样、切样,测试的试样尺寸的边缘与仪器上盘边缘不小于5mm；要求在恒温恒湿(23士2℃;相对湿度50%士5%)的条件下,平衡试样至少4小时以上。如果为在线实时检测可以不做平衡,但在进行测量的同时应记录下当时的温度与湿度,以供参考比较。

2.定量(EDANA40.3-90)

定量:单位面积的质量即为试样的定量(克重),单位为g/m2。

测定仪器:电子天平(精确到0.001克),天平外设有屏风防止气流和其他干扰因素对天平的影响。

试样要求在恒温恒湿(23士2℃;相对湿度50%士5%)的条件下,平衡试样至少4小时以上。如果为在线实时检测,可以不做平衡,但在进行测量的同时应记录下当时的温度与湿度,以供参考比较。

将测定试样放在天平上,当天平的读数稳定后,记录重量,以克表示。

定量(GSM)==A/B

其中:GSM一试样的定量(克重);

A一试样的重量;

B一试样的面积。

3.渗透时间（EDANA150.5-02）

渗透时间：通过定点滴加一定体积的0.9%NaCl溶液，测量和记录液体在表面存留的时间来表示渗透时间。

测量仪器，Lister.液体渗透仪，试样大小为100mm*100mm

具体步骤为：将5层标准滤纸迭在一起，将待测试样置于滤纸层之上，放在基盘上；将渗透盘压在试样上，并将它们一起置于放液阀的正下方；用移液管吸取5ml的0.9%NaCl溶液，注入注液仓（用聚四氟乙烯制成）内；按“开始”按钮，液体放出，显示屏显示通过时间，记录该数据。

实施例1

该实例的膨化芯材的总定量约为90g/㎡，厚度约为2.3mm，其具体原料及结构如下：

纤维素纤维选取Weyerhauser NB416或International Paper Supersoft M或GeorgiaPacific4821,4822,4823或其混合物,纤维长约2-5mm；

双组分复合纤维由fibervison提供的偏芯型双组分复合纤维,其中芯层为聚丙烯(PP)或聚醋(PET),皮层为聚乙烯(PE),纤维长度大约为3-6mm,纤度约为3.0-10.0分特。

该膨化芯材包括三层，第一层的定量约占产品总定量的15%，第二层的定量约占产品总定量的40%，第三层的定量约占产品总定量的45%，并在第三表面喷涂约产品总定量5%的乳液。各组分在各层中的分布如下列表1中所示。

表1

实施例2

双组分复合纤维由fibervison提供的同芯型双组分复合纤维,其中芯层为聚丙烯(PP)或聚醋(PET),皮层为聚乙烯(PE),纤维长度大约为3-6mm,纤度约为3.0-10.0分特。

该膨化芯材包括三层，第一层的定量约占产品总定量的15％，第二层的定量约占产品总定量的40%，第三层的定量约占产品总定量的45%，并在第三表面喷涂约产品总定量5%的乳液。各组分在各层中的分布如下列表1中所示。

表2

实施例3

表3

	纤维素纤维	偏芯型双组分复合纤维
			第一层	0	100%
第二层	85%	15%
			第三层	85%	15%

实施例4

表4

	纤维素纤维	同芯型双组分复合纤维
			第一层	0	100%
第二层	85%	15%
			第三层	85%	15%

该膨化芯材具体制备过程如下：

（1）将纤维素纤维和双组分复合纤维送入到第一转鼓式成型头中均匀混合形成混合物，通过常规的气流成型和真空抽吸的方法，使所述混合物经过所述第一转鼓式成型头均匀形成为第三层；

（2）将偏芯型或同芯双组分复合纤维（可根据性能需要选择不同牌号的纤维）以及纤维素纤维送入到第二转鼓式成型头中均匀混合形成混合物，通过常规的气流成型和真空抽吸的方法，使所述混合物经过所述第二转鼓式成型头均匀形成为第二层，并且层压在步骤（1）所得的复合材料之上；

（3）将偏芯型或同芯双组分复合纤维（可根据性能需要选择不同牌号的纤维）送入到第三转鼓式成型头中均匀混合形成混合物，通过常规的气流成型和真空抽吸的方法，使所述混合物经过所述第三转鼓式成型头均匀形成为第一层，并且层压在步骤（2）所得的复合材料之上；

（4）将经步骤（3）得到的复合材料经过热压辊热压以稳定结构并控制厚度；

（5）步骤（4）得到的复合材料通烘箱进行第一次固化，然后在工序（9）对材料第一层喷涂乳液；

（6）将步骤（5）得到的复合材料进行进一步加热固化；

（7）将步骤（6）得到的复合材料再次经过热压辊热压以调节厚度或进行整饰；

（8）将步骤（7）得到的复合材料进行冷却，最后进行卷绕、分切即得最终的速渗无尘纸产品。

现有类似产品的结构组成如表5所示，本发明产品与现有类似产品关于渗透时间的对比结果如表6所示。

表5

表6

通过对比可以发现，本发明产品的渗透时间比原来产品至少提升27%，而在厚度保持上偏芯纤维比现有产品平均有11%的改进，达到预期效果。

以上对本发明的较佳实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种膨化芯材，其特征在于：其结构包括：

(a)第一层只含有偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的10％-40％；

(b)能与第一层液体连通的第二层，包括纤维素纤维，与第一层相同或不同的偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30％-45％；

(c)能与上述第二层液体连通的第三层，包括纤维素纤维，与第一层相同或不同的偏芯型双组分复合纤维，其定量为产品总量的30％-45％；

上述产品总量指的是第一层、第二层、第三层的总质量之和，百分比例均指质量百分比；

所用偏芯型双组分复合纤维的偏心度为10％-30％；

所述第三层还喷涂乳液，乳液的加入量为产品总量的大于0小于等于20％；

所述第三层中各组分以本层为基准包含：70％-90％纤维素纤维，10％-30％的偏芯型双组分复合纤维；第二层中各组分组成为：65％-90％纤维素纤维，10％-35％的偏芯型双组分复合纤维。

2.根据权利要求1所述的一种膨化芯材，其特征在于：所述偏芯型双组分复合纤维选自聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯/聚乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯/聚丙烯的共聚物或其混合物。

3.根据权利要求1所述的一种膨化芯材，其特征在于：所述乳液选自醋酸乙烯－乙烯型乳液、丙烯酸酯类乳液、苯乙烯－丁二烯类乳液、苯乙烯－丁二烯丙烯酸类乳液，或聚乙烯醇中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种膨化芯材，其特征在于：所述纤维素纤维选自绒毛浆、针叶木浆、阔叶木浆、草浆、化学浆、化学机械浆、热机浆的纤维或其混合物，长度为2-5mm，具有多种形态。

5.根据权利要求1所述的一种膨化芯材，其特征在于：所述偏芯型双组分复合纤维长度为2-12mm，纤度为1.6-17分特；双组分复合纤维具有多种截面结构。

6.根据权利要求1所述的一种膨化芯材，其特征在于：所述膨化芯材的定量为从80g/m²至200g/m²，密度为0.03g/cm³至0.13g/cm³，厚度为1.5mm至4mm，液体渗透速度为0.7sec.至2sec.。

7.权利要求1-6中任意一项膨化芯材的制造工艺，用气流成网法制造，其层状结构在成形过程中连续生产完成，包括以下步骤：

(a)将各种所需原料备好送入到成形头中，混合均匀；

(b)将混合均匀的原料经成形头气流成网，均匀成形，并且三层结构经过三个成形头连续完成；

(c)成形的产品送往第一个干燥箱中进行加热，烘干固化；

(d)将从第一个干燥箱中出来的产品对其一面进行喷胶，然后送往第二个干燥箱及第三个干燥箱中进行烘干固化；

(e)最后将从第三个干燥箱出来的产品冷却后进行卷绕。

8.权利要求1-6中任意一项膨化芯材的应用，用于用即弃卫生用品中。