CN103061042A

CN103061042A - 一种非织造布及其制造方法

Info

Publication number: CN103061042A
Application number: CN2013100453030A
Authority: CN
Inventors: 张富山; 苏文庭; 向天夏; 孙晓丽; 刘榕城; 李雄
Original assignee: FUJIAN HENGAN HYGIENE MATERIAL Co Ltd; Hengan Fujian Holding Group Co Ltd; Fujian Hengan Sanitary Material Co Ltd
Current assignee: Fujian Hengan Sanitary Material Co Ltd
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: CN103061042B

Abstract

一种非织造布，该非织造布以热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，经过梳理成网，热风烘燥而成。本发明中，按非织造布的重量百分比计，具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维的含量为2wt%-75wt%，热熔粘结性短纤维的含量为25wt%-98wt%。该非织造布吸收蒸馏水的倍率为12.5-40.2g/g，吸收生理盐水的倍率为8.7-31.9g/g。所述非织造布的平方米克重为10-30g/m²，50mm宽度的所述非织造布的断裂强力为8-26N。该非织造布用于一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。还公开了该非织造布的制造方法。

Description

一种非织造布及其制造方法

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吸湿物品吸收层或吸湿芯体的具有超吸水功能的非织造布，本发明还涉及所述非织造布的制造方法。

背景技术

一次性吸湿物品，包含卫生巾、卫生护垫、纸尿裤、纸尿片、护理垫或失禁产品等形式，在收纳尿或经血等体液的部分设置了吸收芯体。吸收芯体的结构通常是指非织造布等透水性片材与聚链烯烃等非透水性片材之间夹持了木浆绒毛短纤维或高吸水性树脂（SAP）的结构。超吸水性短纤维(SAF)是继高吸水树脂(SAP)之后而发展起来的特殊功能纤维。它是SAP的延伸与拓展，是一类带有许多亲水基团的低交联度或部分结晶性的高分子化合物。众所周知，粉末、颗粒状高吸水树脂具有优良的吸水、保水能力，但在用其制作吸水制品时，往往遇到加工方面的困难。因为SAP是粉末状的，易混合不匀而且易滑移，对非织造产品的强力和性能有一定的影响。因此设想把高吸水粉末演变成纤维状形式，高吸水材料由粉末、颗粒状跃迁到纤维状态，不仅吸水率高，吸水速度快，赋形性好，成型方式多样化，而且其制品柔软，使用方使，不会在储存、运输和使用过程中发生脱落或分布不匀，具有高吸水树脂无法比拟的诸多优异性能和广泛应用领域以及广阔的市场前景。但是由于通常的超吸水性短纤维无卷曲，无热塑性，比重大，断裂强度和断裂伸长都较低，导致超吸水性短纤维与其它纤维的混合梳理过程中造成大量落棉，制成率较低，因此要针对这个问题采取相应的解决方法。

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，纤维成网方法包括梳理成网、气流成网、湿法成网、纺粘成网或熔喷成网等，加固方法包括针刺法、水刺法、热粘合法或化学粘合法等。

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、化学粘合法、针刺工艺或热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的方法。包含超吸水性短纤维的原料就不适合水刺工艺加工，因为超吸水性短纤维存在吸水特性，超吸水性短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。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。针刺法是一种使纤维相互纠缠紧密结合、用各种形状的针对纤网进行穿刺的加工方法。针刺非织造布具有通透性好、机械性能优良等特点，但是受到产品应用领域的限制，并不适合包含超吸水性短纤维原料的非织造布制造。

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，所得纤网比较柔软蓬松；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，所得纤网平整强力好。与其它的方法相比，热粘合法更适合于较低克重的超吸水性短纤维非织造布的制造；其生产速度快，可以满足高速的工业化生产。

合成纤维通常具有无定形区和结晶区两部分，结晶区的存在使纤维具有一定的强力和模量，无定形区的存在可使纤维大分子链自由运动，从而使纤维的性质接近于非晶态的高聚物，具有非晶态高聚物所特有的力学性质，即玻璃态、高弹态和粘流态，热熔粘合机理正是利用了合成纤维的这一特征。纤网通过穿透烘箱时，具有皮芯结构的纤维吸收热量达到一定温度，纤维的皮层因熔点较低，开始软化熔融。微观上非晶区的纤维大分子链的构象发生变化，而且通过链段的相互跃迁，使整个大分子链相互滑移；宏观上表现为纤维在外力作用下发生粘性流动。同时由于毛细渗透现象，熔体进行扩散且与芯部纤维更好的粘合。往往一根纤维与多根纤维产生粘结点，使整个纤网形成粘合网络，从而赋予非织造布一定的强度。

用于制备非织造布最常用的合成纤维一般都是由聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酯（PET）或聚酰胺（PA）等及其共聚物构成的。在公开号为CN1594413A的中国专利中，通过在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。但是该专利公开的方法中不能通过超吸水性短纤维来制备上述非织造材料。在公开号为CN101023210A的中国专利中，涉及一种热辊表面处理的短纤维非织造布，按重量百分比计包含纤度为0.5-3.0dtex的粘接性纤维5-60%和吸水率为200%-30000%的纤维40%-95%，平方米克重为5-100g/m²，作为贴合材料，在与人体接触的部件中使用。单纯采用热轧粘合，相对于热风粘合，纤维不够柔软。吸水性纤维无卷曲缠绕，在生产过程中容易掉落，造成浪费。在公开号为CN1410613A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CN101498076 A的中国专利中，涉及一种非织造布，该非织造布以超吸水性短纤维为主要原料，其特征是为主要原料的该超吸水性短纤维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力为10-50 N。对于本身吸水量/保水量要求不高的吸湿物品，使用高比例的超吸水性短纤维来作为吸收层或吸湿芯体，则会造成吸水/保水性能的过剩；吸收层或吸湿芯体的吸水性短纤维用量可以控制在5wt%以内，可满足吸湿要求。

近年来，对一次性吸湿物品的小型化、薄型化的要求日益强烈，特别是对吸湿性能要求并不高的护垫及卫生巾产品的要求更为日益强烈，那么，与此相伴的吸收层或吸湿芯体非织造布的高性能化、形态稳定性也逐渐成为必要；而高速运转的一次性吸湿物品生产线对吸收层或吸湿非织造布的强度也有一定要求。因此，为了获得形态更加稳定、强度更好的吸收层或吸湿芯体，且不降低吸收性能，可以适当减少其中的超吸水性短纤维，增加热熔粘结性短纤维，实现满足一定吸湿性能要求的同时，也可以满足薄型一次性吸湿物品高速生产的需求。

发明内容

本发明的非织造布成型工艺主要是采用超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维混合梳理成网，并通过热粘合加固而形成高吸水非织造布。工艺流程为：人工混纤→梳理成网→热风烘燥→非织造布。

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷而提供的一种热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维的非织造布及其制造方法，该非织造布的制造方法涉及的生产设备简单，产品成本较低，而且该非织造布的吸收性能和强度有所提高，具有高吸水能力和高保水能力，因此，该非织造布适用于一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。

本发明的非织造布以热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，经过梳理成网，热风烘燥而成。上述原料起初采取打包的形式，经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，通过温度稳定在120-150oC的热风烘箱，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。按非织造布的重量百分比计，具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维的含量为2wt%-75wt%，热熔粘结性短纤维的含量为25wt%-98wt%。该非织造布的吸收蒸馏水的倍率为12.5-40.2g/g，吸收生理盐水的倍率为8.7-31.9g/g。所述非织造布的平方米克重为10-30g/m2，50mm宽度的所述非织造布的断裂强力为8-26N。该非织造布用于一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。

所述超吸水性短纤维具有一定的卷曲性和热塑性，其是由以丙烯酸系共聚物纺丝溶液为芯层原料，聚乙烯醇纺丝溶液为皮层原料，经皮芯型复合喷丝板挤出，热空气干法纺丝和热交联得到的。超吸水性短纤维经160~180℃热空气甬道预热后，由于皮层的聚乙烯醇具有热塑性，在机械外力挤压下，纤维形成牢度好的卷曲，卷曲度为10~30%，这样的纤维抱合力强，梳理成网性良好。所述超吸水性短纤维含有羧酸基、羟基、酰胺基等亲水基团，通过亲水性基团与水分子形成氢键来吸水，并且高分子内或高分子间的分子网络边缘的亲水性基团与水形成的结合性很强的氢键力和分子间力把其中的自由水牢固地束缚在网络之内，即使加压也不易被挤出来。同时，该超吸水短性纤维包含离子性不同的亲水基团，其具有相互协同作用，使得其吸水能力，尤其是吸收生理盐水的性能提高。按重量百分比计，所述超吸水性短纤维含皮层聚乙烯醇30wt%，超吸水性短纤维的纤度为2-15 dtex，平均长度为38-65mm，断裂强度为1.0-4.0 cN/dtex，卷曲度为10%-30%。

所述的热熔粘结性短纤维为PP、PE/PP和PE/PET纤维中的至少一种及其任意组合，长度为30-120mm，纤度为1.7-3.3 dtex，卷曲度为10%-30%，抗张强度为3.0-3.1 cN/dtex。

根据本发明提供的非织造布，由于不含有颗粒状的超吸收性聚合物，在生产过程中可避免颗粒状超吸收性聚合物掉落。超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维按所述比例混合后，通过热风烘箱，调节热风温度控制在120-150oC，超吸水性短纤维皮层聚乙烯醇具有热塑性，在此温度下，能够与粘流状态的热熔粘结性短纤维更好的粘结在一起，不会出现掉毛现象。超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维之间的粘结力强，所制成的非织造布作为芯层材料，拉伸强度大，避免了芯层断裂的现象。本发明可以满足一次性吸湿物品的高吸水功能。

具体实施方式

根据本发明提供的一种非织造布，该非织造布以热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，上述原料起初采取打包的形式。经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，通过温度稳定在120-150oC的热风烘箱，传送至收卷辊收卷制成非织造布。按非织造布的重量百分比计，超吸水性短纤维的含量为2wt%-75wt%，热熔粘结性短纤维的含量为25wt%-98wt%。超吸水性短纤维的纤度为2-15 dtex，平均长度为38-65mm，断裂强度为1.0-4.0 cN/dtex，卷曲度为10%-30%。适合本发明的超吸水性短纤维具有一定卷曲性和热塑性，其是由以丙烯酸系共聚物纺丝溶液为芯层原料，聚乙烯醇纺丝溶液为皮层原料，经皮芯型复合喷丝板挤出，热空气干法纺丝和热交联得到的超吸水性短纤维。该超吸水性短纤维含有羧酸基、羟基、酰胺基等亲水基团，通过亲水性基团与水分子形成氢键来吸水，并且高分子内或高分子间的分子网络边缘的亲水性基团与水形成的结合性很强的氢键力和分子间力把其中的自由水牢固地束缚在网络之内，即使加压也不易被挤出来。同时，该超吸水性短纤维包含离子性不同的具有相互协同作用的亲水基团，使得其吸水能力，尤其是吸收生理盐水的性能提高。热熔粘结性短纤维可为PP、PE/PP和PE/PET等纤维中的至少一种及其任意组合，长度为30-120mm，纤度为1.7-3.3 dtex，卷曲度为10%-30%，抗张强度为3.0-3.1 cN/dtex。

其中对非织造布断裂强力的测试采用中华人民共和国国家标准GB/T 24218.3-2010 《纺织品非织造布试验方法第3部分:断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》。

测试吸蒸馏水（或生理盐水）倍率的方法：

1、所用仪器

(1)、天平(可精确到0.001 g)

(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1000 ml蒸馏水（或生理盐水），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1000 ml的蒸馏水（或生理盐水）中，使其充分吸水（或生理盐水）；

(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（或生理盐水）的倍数(g/g)=(W2-W1)/W1。

实施例1

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把2wt%的超吸水性短纤维、98wt%的PE/PP短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为25-30 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，所述非织造布的吸蒸馏水倍数为12.5-13.2g/g，所述非织造布的吸生理盐水倍数为8.7-9.5g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，测试其断裂强力为22-26N。

实施例2

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把15wt%的超吸水性短纤维和85wt%的PE/PP短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为15-20 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力15.8-17.3g/g，吸收生理盐水倍率为12.3-13.6g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为10-12 N。

实施例3

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把50wt%的超吸水短纤维和50wt%的PE/PP和PP(按重量比1:1)短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为20-25 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力19.3-20.7g/g，吸收生理盐水倍率为13.8-15.0g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为18-21 N。

实施例4

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把50wt%的超吸水性短纤维和50wt%的PE/PP和PE/PET(按重量比1:1)短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为20-25 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力18.9-20.1g/g，吸收生理盐水倍率为12.9-14.6g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为20-24 N。

实施例5

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把60wt%的超吸水短纤维和40wt%的PP和PE/PET短纤维(按重量比1:1)经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为15-20 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力33.6-35.8g/g，吸收生理盐水倍率为24.7-26.8g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为11-13N。

实施例6

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把75wt%的超吸水性短纤维和25wt% 的PE/PET短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为10-15 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力39.4-40.2g/g，吸收生理盐水倍率为30.1-31.9g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为10-12 N。

实施例7

超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维起初采取打包的形式，把75wt%的超吸水性短纤维和25wt%的 PE/PP短纤维经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，按平方米克重为10-15 g/m²的基重铺网，由水平皮带传送至热烘箱中进行热风穿透，调节热风温度在120-150oC，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。经过测试，该非织造布吸收蒸馏水倍率力38.8-39.5g/g，吸收生理盐水倍率为29.7-30.8g/g。裁取一段50mm宽度的所述非织造布，其断裂强力为8-10 N。

根据本发明提供一种非织造布，该非织造布以热熔粘结性短纤维和具有一定卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，上述原料起初采取打包的形式，经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，通过温度稳定在120-150oC的热风烘箱，传送至收卷辊收卷制成非织造布。按非织造布的重量百分比计，超吸水性短纤维的含量为2wt%-75wt%，热熔粘结性短纤维的含量为25wt%-98wt%。该非织造布吸收蒸馏水的倍率为12.5-40.2g/g，吸收生理盐水的倍率为8.7-31.9g/g。所述非织造布平方米克重为10-30g/m²，50mm宽度的所述非织造布的断裂强力为8-26N。该非织造布用于一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。

根据本发明提供一种非织造布，该非织造布以热熔粘结性短纤维和具有一定卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，经过梳理成网，热风烘燥而成，该非织造布可以作为一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体，满足高吸水性能。

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

1.一种非织造布，该非织造布以热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，经过梳理成网，热风烘燥而成，按所述非织造布的重量百分比计，具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维的含量为2wt%-75wt%，热熔粘结性短纤维的含量为25wt%-98wt%，所述非织造布吸收蒸馏水的倍率为12.5-40.2g/g，吸收生理盐水的倍率为8.7-31.9g/g，所述非织造布的平方米克重为10-30g/m²，50mm宽度的所述非织造布的断裂强力为8-26N，所述非织造布用于一次性吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。

2.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于所述的超吸水性短纤维具有一定卷曲性和热塑性，其是由以丙烯酸系共聚物纺丝溶液为芯层原料，聚乙烯醇纺丝溶液为皮层原料，经皮芯型复合喷丝板挤出，热空气干法纺丝和热交联得到的超吸水性短纤维。

3.根据权利要求2所述的非织造布，其特征在于所述超吸水性短纤维是由具有一定热塑性的丝束经卷取机挤压后而具有二维卷曲，且经过烘干切断而得到的超吸水性短纤维，其卷曲度为10%~30%。

4.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于所述的热熔粘结性短纤维为PP、PE/PP和PE/PET纤维中的至少一种及其任意组合。

5.根据权利要求1所述的非织造布，其特征在于所述的超吸水性短纤维和热熔粘结性短纤维按所述比例混合后，在120-150oC的烘箱中热风穿透，热熔粘结性短纤维部分熔化，从而使热熔粘结性短纤维之间、热熔粘结性短纤维与超吸水性短纤维之间形成热粘点，进而使短纤维之间粘合均匀成型而获得所述非织造布。

6.根据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吸湿物品的吸收层或吸湿芯体。

7.根据权利要求1－6任一权利要求所述的非织造布的制造方法，其特征是以热熔粘结性短纤维和具有卷曲性和热塑性的超吸水性短纤维为原料，上述原料起初采取打包的形式，经计量、开包后，通过混合、初开松、大仓混合和精开松工序，混合均匀后，经梳理形成纤网，通过温度稳定在120-150oC的热风烘箱而经过热风干燥，传送至收卷辊收卷而制成非织造布。