CN106906569A - 天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法 - Google Patents

天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，包括以下步骤：多层梳理成网工序，采用梳理机进行梳理成网，得到至少两层纤维网，其中，位于最外侧的其中一层纤维网中的纤维含有不少于50％的天然纤维，其余各层纤维网为人工合成高分子纤维网；预熔接工序，对每一层人工合成高分子纤维网进行预熔接处理；水刺成布工序，采用水刺工艺将各层纤维网缠结在一起形成基布；烘干熔接工序，对经水刺工艺的基布进行烘干处理，并对烘干处理后的基布进行热熔接处理，形成复合无纺布基材。本发明的制备方法将天然纤维与人工合成高分子纤维结合在一起，使得各层之间具有良好的结合强度，获得安全性好且成本低廉的无纺布基材。

Description

天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法
技术领域
本发明涉及无纺布制备工艺技术领域，尤其涉及一种天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法。
背景技术
天然纤维因具有安全和亲肤等特性，越来越受到消费者的青睐。常用的天然纤维有棉质纤维、竹纤维、蚕丝纤维、黏胶纤维等。由于天然纤维具有不熔的特性，所以，天然纤维通常采用水刺法工艺成布。水刺法是生产无纺布的常用方法，因为采用水刺法制成的无纺布的纤维间的连接均为物理缠结，使得基材的机械强度比较低，导致使用时必须采用较高的基重，例如，棉质纤维水刺无纺布用于卫生巾的表层，大多基重为30～40gsm。天然纤维虽然具有低敏等较高的安全特性，且在未吸收液体时，具有良好的亲肤性。然而，天然纤维一旦吸收了液体，因其与化学(合成)纤维相比具有更好的保水特性，导致消费者的使用体验较差，总是感觉湿漉漉的。同时，天然纤维的价格一般较高，使用基重越高，产生的成本也越高，这也是制约天然纤维更广泛使用的因素之一。
由此可见，尽管天然纤维基材/无纺布受到广泛的青睐，但其高成本、高保水以及较低的机械强度等固有问题，是目前亟待解决的。
热风和热轧工艺也是无纺布的常用成布工艺之一，主要针对可熔纤维的成布，例如，PP或ES纤维等。由于热风和热轧工艺是通过熔接方式固化纤维的，由此所制成的无纺布基材的机械强度相比于采用水刺法制备的无纺布的机械强度要优异很多。然而，人工合成高分子纤维尽管综合性能不错，但从安全性方面考量，人工合成高分子纤维(化学纤维或合成纤维)制成的无纺布基材在高端卫生护理用品表层中的应用，有被天然纤维无纺布代替的趋势。
综上所述，假如有一种多层复合无纺布材料，其基础层是成本低廉且强度高的热熔接的化学纤维层，接触皮肤层(表层)是安全性、亲肤性更好的天然纤维层，并使得这若干层之间具有良好的结合强度，就可充分发挥各自所长，规避各自的缺陷，获得安全性好且成本低廉的无纺布基材。为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法。
本发明所要解决的技术问题可采用如下技术方案来实现：
天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，包括以下步骤：
多层梳理成网工序，根据各层纤维网的组分及含量，对相应的纤维进行开松并喂入对应的梳理机棉箱，再分别采用梳理机进行梳理成网，得到至少两层纤维网，其中，位于最外侧的其中一层纤维网中的纤维含有不少于50％的天然纤维，其余各层纤维网为人工合成高分子纤维网；
预熔接工序，对每一层人工合成高分子纤维网进行预熔接处理，使得每一层人工合成高分子纤维网中的人工合成高分子纤维之间和相邻的两层人工合成高分子纤维网相接触的人工合成高分子纤维之间的熔接率保持在20％-60％之间；
水刺成布工序，采用水刺工艺将各层纤维网缠结在一起形成基布；
烘干熔接工序，对经水刺工艺的基布进行烘干处理，并对烘干处理后的基布进行热熔接处理，使得每一层人工合成高分子纤维网进行固化处理，形成复合无纺布基材。
在本发明的一个优选实施例中，所述天然纤维为棉质纤维、蚕丝纤维、甲壳素纤维、黏胶纤维、聚乳酸纤维、碳纤维中的一种或者多种混合。
在本发明的一个优选实施例中，所述人工合成高分子纤维为PP纤维、ES纤维、PE包覆PP纤维、PE包覆PET纤维中的一种或者多种混合。
在本发明的一个优选实施例中，所述位于最外侧的其中一层纤维网的基重为10-30gsm。
在本发明的一个优选实施例中，每一层人工合成高分子纤维网的基重为10-50gsm。
在本发明的一个优选实施例中，在所述水刺成布工序中，水刺头的数量为2-15个，预湿水刺头的压力为0.6-60Bar，除预湿水刺头外的每一水刺头的水刺压力为60-400Bar。
在本发明的一个优选实施例中，在所述水刺成布工序中，还包括一提花处理步骤，所述提花处理步骤具体是指通过水刺头的压力水流，拨动各纤维网根据底衬网形花纹排列分布，使得纤维网的表面形成花纹。
在本发明的一个优选实施例中，在所述水刺成布工序中，还包括亲水处理步骤和/或拒水处理步骤，所述亲水处理步骤具体是指采用专用的亲水剂对人工高分子合成纤维进行亲水处理，所述拒水处理步骤具体是指采用拒水剂对天然纤维进行拒水处理。
在本发明的一个优选实施例中，在所述烘干熔接工序中，烘干熔接温度为50℃-300℃。
在本发明的一个优选实施例中，在所述烘干熔接工序中，还包括压花处理步骤和/或打孔处理步骤。
在本发明的一个优选实施例中，在所述烘干熔接工序中，所述熔接处理具体是指采用热风固化方式、热轧固化方式或者热风和热轧混合固化方式对由人工合成高分子纤维制成的纤维网进行固化处理。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：本发明的制备方法将天然纤维与人工合成高分子纤维结合在一起，使得各层之间具有良好的结合强度，同时充分发挥各自性能的长处，规避各自性能的缺陷，获得安全性好且成本低廉的无纺布基材。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中给出的了本发明的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，包括以下步骤多层梳理成网工序、预熔接工序、水刺成布工序以及烘干熔接工序。
多层梳理成网工序，根据各层纤维网的组分及含量，对相应的纤维进行开松并喂入对应的梳理机棉箱，再分别采用梳理机进行梳理成网，得到至少两层纤维网，其中，位于最外侧的其中一层纤维网(与皮肤接触的那一面)中的纤维含有不少于50％的天然纤维，当含量为100％时，其为纯天然纤维层。天然纤维为棉质纤维、蚕丝纤维、甲壳素纤维、黏胶纤维、聚乳酸纤维、碳纤维中的一种或者多种混合，位于最外侧的其中一层纤维网的基重为10-30gsm。其余各层纤维网为人工合成高分子纤维网，人工合成高分子纤维网中的人工合成高分子纤维为PP纤维、ES纤维、PE包覆PP纤维、PE包覆PET纤维中的一种或者多种混合，每一层人工合成高分子纤维网的基重为10-50gsm。
预熔接工序，对每一层人工合成高分子纤维网进行预熔接处理，使得每一层人工合成高分子纤维网中的人工合成高分子纤维之间和相邻的两层人工合成高分子纤维网相接触的人工合成高分子纤维之间的熔接率保持在20％-60％之间。这样可以减少水刺成布过程中人工合成高分子纤维层中的化学纤维向天然纤维层的窜移，以确保各层纤维网特别是表层天然纤维层的性能特性。需要进一步说明的是，人工合成高分子纤维即化学纤维不具有保水特性，所以在水刺浸湿时仍会保持比较蓬松的状态，当其与天然纤维网叠加铺网复合在一起并进行水刺缠结时，部分化学纤维容易窜移至天然纤维网层中，这样，就会影响到天然纤维网层的“纯度”。因而，预先对人工合成高分子纤维网层进行轻度加热熔接，这样可以有效地降低水刺成布过程中各层纤维网之间的纤维窜移，同时也保证天然纤维网层的纯度及其良好性能。
水刺成布工序，采用水刺工艺将各纤维网缠结在一起形成基布，在水刺成布工序中，水刺头的数量为2-15个，预湿水刺头的压力为0.6-60Bar，除预湿水刺头外的每一水刺头的水刺压力为60-400Bar。
在水刺成布工序中，还包括一提花处理步骤，所述提花处理步骤具体是指通过水刺头的压力水流，拨动各纤维网根据底衬网形花纹排列分布，使得纤维网的表面形成花纹。
在水刺成布工序中，还包括亲水处理步骤和/或拒水处理步骤。亲水处理步骤具体是指采用专用的亲水剂对人工高分子合成纤维进行亲水处理。天然纤维具有亲水性，但保水率高，为了提高其干爽性，往往需要对天然纤维进行轻度拒水处理或局部拒水处理。其中，轻度拒水处理主要采用稀释的天然纤维专用拒水剂进行拒水处理；局部拒水处理则采用诸如喷洒、转印及涂刮方式进行。需要注意的是，假如亲水拒水均需要处理的话，拒水处理要在亲水处理之后。
烘干熔接工序，对经水刺工艺的基布进行烘干处理，并对烘干处理后的基布进行热熔接处理，使得除最上层的纤维网外的各层纤维网进行固化处理，形成复合无纺布基材。在烘干熔接工序中，烘干处理可采用负压方式去水，再通过加热烘干。烘干方式一般有接触传导式(加热辊加热烘干)和热风对流式(热气流烘干)两种，加热辊温度或热空气温度，一般为50℃-300℃。加热方式有介质加热(空气、水、油、蒸汽等)、电加热、红外加热等。
在烘干熔接工序中，再熔接处理步骤是针对人工高分子合成纤维(化学纤维)的固化方式，主要有热风固化、热轧固化或者热风和热轧混合固化。热风固化方式具有蓬松柔软的特性，主要针对双组份纤维，如：PE包覆PP(ES)、PE包覆PET等。其中，纤维芯体往往熔点较高，包覆材料熔点较低，热风加热并控制温度，使其纤维外包覆层熔融，达到纤维间熔接的效果，以提高其基材的机械强度。因为其基材比较蓬松，弹性好，且比较柔软。热轧固化方式则采用加热花纹辊，对基材进行加压、加热，使得合成纤维间熔接。花纹可以根据需要，设计成所想要的花型。
在烘干熔接工序中，还包括压花处理步骤和/或打孔处理步骤。压花处理步骤或打孔处理步骤是对基材的二次加工，主要目的是为了改善其表面特性及性能所设计的。对于纯天然纤维，因为不容易定型，其压花/压纹或打孔的实现是比较困难的，但本发明所制备的无纺布基材为复合基材，这为压花/压纹或打孔处理提供了保证。天然纤维具有高保水性，所以，使用的时候总感觉湿漉漉的，体验感较差。本发明所制备的无纺布基材因有合成纤维的存在，可以大大提高基材打孔的固定性能，因而满足打孔的要求，这也可以大大的改善无纺布基材的干爽性。
本发明的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法的具体实施例1为：20gsm棉质纤维层+15gsm2旦ES纤维层+棉质层提花+局部拒水。
双梳理，棉纤维和ES纤维各一层。双层叠加后用水刺固定，并做辊内提花。经浸渍亲水处理后热风加热烘干，并达至ES纤维表熔(纤维表面温度约125-135摄氏度)、轻度辊压，对ES纤维二次固定。最后，采用辊筒涂刮法就棉质层提花凸出点进行局部拒水处理。
该全棉复合无纺布总基重约合35gsm，具有柔软、低敏、超爽、优良周封和高性价比的优良特性而用于卫生护理用品的表层。
本发明的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法的具体实施例2为：15gsm棉质表层+13gsm1.5旦ES纤维层+20gsm5旦ES纤维层+压花(凸点)+局部拒水。
三梳理，上层为棉质层，下面依次为1.5旦的柔软层，最下层为5旦的骨架层。该复合无纺布，具有较大的表观厚度，既可以很好的保持后续的凸点压花形状，又具有很好的导流及空气推流功能，加上局部拒水处理，可以使复合无纺布具有优异的综合性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (11)

1.天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
多层梳理成网工序，根据各层纤维网的组分及含量，对相应的纤维进行开松并喂入对应的梳理机棉箱，再分别采用梳理机进行梳理成网，得到至少两层纤维网，其中，位于最外侧的其中一层纤维网中的纤维含有不少于50％的天然纤维，其余各层纤维网为人工合成高分子纤维网；
预熔接工序，对每一层人工合成高分子纤维网进行预熔接处理，使得每一层人工合成高分子纤维网中的人工合成高分子纤维之间和相邻的两层人工合成高分子纤维网相接触的人工合成高分子纤维之间的熔接率保持在20％-60％之间；
水刺成布工序，采用水刺工艺将各层纤维网缠结在一起形成基布；
烘干熔接工序，对经水刺工艺的基布进行烘干处理，并对烘干处理后的基布进行热熔接处理，使得每一层人工合成高分子纤维网进行固化处理，形成复合无纺布基材。
2.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，所述天然纤维为棉质纤维、蚕丝纤维、甲壳素纤维、黏胶纤维、聚乳酸纤维、碳纤维中的一种或者多种混合。
3.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，所述人工合成高分子纤维为PP纤维、ES纤维、PE包覆PP纤维、PE包覆PET纤维中的一种或者多种混合。
4.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，所述位于最外侧的其中一层纤维网的基重为10-30gsm。
5.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，每一层人工合成高分子纤维网的基重为10-50gsm。
6.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述水刺成布工序中，水刺头的数量为2-15个，预湿水刺头的压力为0.6-60Bar，除预湿水刺头外的每一水刺头的水刺压力为60-400Bar。
7.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述水刺成布工序中，还包括一提花处理步骤，所述提花处理步骤具体是指通过水刺头的压力水流，拨动各纤维网根据底衬网形花纹排列分布，使得纤维网的表面形成花纹。
8.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述水刺成布工序中，还包括亲水处理步骤和/或拒水处理步骤，所述亲水处理步骤具体是指采用专用的亲水剂对人工高分子合成纤维进行亲水处理，所述拒水处理步骤具体是指采用拒水剂对天然纤维进行拒水处理。
9.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述烘干熔接工序中，烘干熔接温度为50℃-300℃。
10.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述烘干熔接工序中，还包括压花处理步骤和/或打孔处理步骤。
11.如权利要求1所述的天然纤维与化学纤维多层梳理复合无纺布基材的制备方法，其特征在于，在所述烘干熔接工序中，所述熔接处理具体是指采用热风固化方式、热轧固化方式或者热风和热轧混合固化方式对由人工合成高分子纤维制成的纤维网进行固化处理。
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