CN107128021A - 一种新型双层复合纤维材料及其制备方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型双层复合纤维材料及其制备方法和装置，特别是涉及一种双层无纺布以及它的制备方法和装置。本发明提供的双层复合纤维材料有表面鼓包以及其上部的开孔结构，这种结构立体效果美观牢固，保持性好，通过设置开孔和鼓包之间凹陷间隔以减少上表面的表面积，将该纤维制品作为面层制成的尿裤，卫生巾或其他一次性吸收用品，减少纤维制品和身体的接触面积，改善透气，改善吸收，改善干爽性。另外，本发明的生产装置通过在成型辊之间利用凸台和凹槽配合结构，在形成鼓包的同时在其上部进行打孔，实现了该结构的一次成型加定位打孔，确保打孔效果和鼓包的立体效果和美观性。

Description

一种新型双层复合纤维材料及其制备方法和装置
技术领域
本发明涉及一种新型双层复合纤维材料及其制备方法和装置，特别是涉及一种双层无纺布以及它的制备方法和装置。
背景技术
无纺布，例如热风无纺布、纺粘无纺布、热轧无纺布及水刺无纺布等， 用机械方法对其表面进行二次成型(如纹型、打孔等)已被广泛被用于诸如卫生用品等领域，对于单层纤维制品来说，它具备孔和立体效果，但是其存在的缺陷和未解决的问题包括有：1、单层纤维制品的立体保持性很差，尤其是在用它制成尿裤或卫生巾时用胶水粘合在其他材料上时会极大地影响立体效果，也会影响到透气和干爽性；2、美观程度也会受到影响。在此基础上，开发出了双层复合纤维制品，它一层做成3D立体，另一层作为支撑，但是其缺陷和未解决的问题包括有：1、干爽性，透气性和美观度有待提高；2、不够柔软；3、立体效果还有提升空间。
图1是现有技术中的一种双层开孔无纺布剖面结构，是由底层19以及其上部的表层20层叠而构成，在表层20上设置有向下凸起的瓦楞结构24，其用于减少表层与皮肤的接触面积，在瓦楞结构24的下部还设置有凸起25，凸起25的下方设置有胶水层26，用于将表层20与底层19相贴合。这种双层无纺布由于采用胶水复合瓦楞成型布和底层无纺布，胶水会在粘合两层材料时粘平或破坏之前瓦楞和凸起结构，胶水也会带来味道或从纤维材料内部渗透到材料表面影响到透气和吸水性，并且胶水粘合通常需要一定的开放时间和施加压力从而破坏成型的立体效果。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中双层无纺布面料存在的表层与底层透气吸湿性不好的问题，同时解决了双层纤维面料的舒适性、立体保持性、接触面积的问题；本发明通过采用在表层上制造出分布于表面的鼓包结构，并且在鼓包结构上打孔而实现；同时，也解决了同步形成鼓包和打孔的制备工艺和设备。
本发明第一方面：
一种新型双层复合纤维材料，包括有底层其及上部的表层，在表层上分布有向上凸出的鼓包，在鼓包上设置有向下凸出的倒锥形的开孔；在鼓包的四周的表层上设置有表层与底层相固定的连接点。
所述的表层的材料采用无纺布，所述的底层的材料采用无纺布或者聚合物(如聚乙烯打孔膜等)。
所述的无纺布为采用高分子化学纤维或天然纤维制成。
至少部分凸出的鼓包与鼓包之间有凹陷区，至少部分凹陷区设置有表层与底层相固定的凹陷区连接点。
在一个实施例中，开孔的直径范围是0.3～2.0mm；鼓包的直径范围可以是1～20mm之间，鼓包的高度可以是0.1～10mm之间。
所述表层和底层所使用的纤维为1～3 旦细旦纤维。
本发明第二方面：
一种生产新型双层复合纤维材料的成型辊组，包括有第一辊和第二辊，在第一辊的表面设置有凸模，在第二辊的表面设置有凹模，凸模和凹模之间可以相互啮合；在凸模的表面分布有凸台，在凹模的表面分布有凹槽，凸台可以嵌入凹槽中；在凸台上设置有凹孔，在凹槽的内部设置有针刺，当凸台嵌入凹槽中时，针刺嵌入凹孔中。
在一个实施例中，在凹槽的四周分布有按压点。
本发明第三方面：
一种生产新型双层复合纤维材料的装置，包含有上述的成型辊组，用于制备上层无纺布。
在一个实施例中，所述的装置中还包含有上下层复合装置，用于在上层无纺布的下方复合下层无纺布。
在一个实施例中，所述的上下层复合装置选自成型辊或者超声波成型装置。
在一个实施例中，所述的装置中还包括有：
上层无纺布放卷辊，用于向成型辊组中输送上层无纺布材料；
下层无纺布放卷辊，用于向成型辊组上输送下层无纺布材料；
成型无纺布收卷辊，用于将上下层复合装置中成型得到的复合成型的无纺布进行收卷。
本发明第四方面：
一种新型双层复合纤维材料的生产方法，包括如下步骤：
第1步，将上层无纺布输送至第一辊和第二辊之间，再通过第一辊和第二辊之间的相啮合的模具使上层无纺布表面形成鼓包，并且在形成鼓包的同时通过模具上的针刺部件从鼓包的上部向下部刺破无纺布，以使鼓包的表面形成开孔；
第2步，将第1步得到的上层无纺布再与下层无纺布相复合，使下层无纺布固定于上层无纺布的下方，得到双层的复合成型的无纺布。
在另一个实施例中，在所述的第1步中，在形成鼓包的同时，通过所述的模具使鼓包的四周形成向下的连接点，在第2步中再将上层无纺布与下层无纺布通过所述的连接点进行连接固定。
本发明第五方面：
上述的生产方法所制备得到的双层复合纤维材料。
本发明的第六方面：
一种个人护理吸收性产品，具有表层和背层以及介于它们之间的吸收芯体，其中的表层和/或背层具有上述的新型双层复合纤维材料。
还包括表层和吸收芯体之间的导流层，其中的导流层具有上述的新型双层复合纤维材料。
有益效果
本发明提供的双层无纺布材料的上层无纺布表面分布有凸出的鼓包结构，鼓包表面上具有开孔结构，同时在上层无纺布鼓包周围的连接点和下层无纺布形成的连接固定以形成牢固美观和保持性好的立体，这种结构立体效果美观牢固，保持性好，通过设置开孔和凸起的立体效果很好的鼓包及设置鼓包与鼓包之间凹陷间隔以减少上表面的表面积，将该纤维制品作为面层制成的尿裤，卫生巾或其他一次性吸收用品，减少纤维制品和身体的接触面积，改善透气，改善吸收，改善干爽性；也可用于尿裤等一次性吸收用品的背层，改善柔软度和透气性，美观等。
另外，本发明的生产装置通过在成型辊之间利用凸台和凹槽配合结构，在形成鼓包的同时在其上部进行打孔，实现了该结构的一次成型加定位打孔，确保打孔效果和鼓包的立体效果和美观性。这是两步法也就是先打孔再做出立体效果不能实现的，两步法很难实现定位打孔在鼓包上，还会在鼓包形成的过程中破坏到孔的形状。
附图说明
图1是现有技术中的一种具有双层瓦楞结构无纺布的剖面结构图。
图2是本发明提供的双层开孔无纺布的正面结构图。
图3是图2中D-D方向剖面结构图。
图4是本发明提供的新型双层复合无纺布的生产装置图。
图5是凹模的结构立体图。
图6是图5中凹槽结构的放大图。
图7是凸模的结构立体图。
图8是凸模和凹模相啮合时的剖面结构图。
其中，1、上层无纺布放卷辊；2、上层无纺布；3、下层无纺布放卷辊；4、下层无纺布；5、收放卷导向辊；6、第一辊；7、第二辊；8、上下层复合装置；9、复合成型的无纺布；10、成型无纺面收卷辊；11、第一辊和第二辊的啮合点；12、凸模；13、凹模；14、凸台；15、凹槽；16、凹孔；17、针刺；18、按压点；19、底层；20、表层；21、鼓包；22、开孔；23、连接点；24、瓦楞、25、凸起；26、胶；27、凹陷区连接点；28、凹陷区按压点。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明提及的双层纤维材料是由表层和底层材料复合叠加而构成，表层材料用于直接与皮肤等作用部位所接触，因此，本发明说明书中所提及的“上方”、“上”、“顶层”、“表层”、“上部”等方位的指代，在无特别说明的情况下，是指偏向于表层面料的一侧；与之相对应的，“下方”、“下”、“底部”、“下部”等方位的指代则是指朝向于底层材料的一侧。该方位的指代也可以应用于其它的鼓包、凸模、凹模等部件的方位描述。
本发明中所述的“倒锥形”是用于表述开孔22的形状，在鼓包21上形成开孔22之后，开孔22靠近上方的一侧半径较大，而位于鼓包下方的一侧半径较小，从剖面上看去时，锥形的尖端朝下，因此称为倒锥形。
本发明说明书提及到的“上层无纺布与下层无纺布之间相互复合”、“相互连接”等类似用语，是指上层无纺布除了鼓包以外的部位上有部分区域与下层无纺布之间复合连接，或者说也就是鼓包根部一侧的下方中的部分区域与下层无纺布复合，例如通过连接点进行连接固定；根据本发明的技术构思，不应该将“上层无纺布与下层无纺布之间相互复合”理解为下层无纺布也同时嵌入鼓包内部与上层无纺布整体性地连接复合，否则就无法形成鼓包结构。
本发明中的“鼓包”结构是指由上层面料的表面部分区域凸起之后与下层面料之间形成的空腔状结构。
实施例1
本发明所提供的双层纤维无纺布的剖面结构如图3所示，包括有底层19其及上部的表层20，在表层20上分布有向上凸出的鼓包21，在鼓包21上设置有向下凸出的倒锥形的开孔22；在鼓包22的四周的表层20上设置有表层20与底层19相固定的连接点23。
上述的双层纤维无纺布的正面看时，其结构如图2所示，在图2中，鼓包点在表面上均匀分布，在鼓包周还分布有向下方凸出的连接点23，连接点23的作用是将紧邻鼓包根部外侧的表层无纺布和同一区域的底层无纺布连接在一起，既可以保证鼓包的立体效果，也可以保证鼓包的外形轮廓清晰，还可以提高双层纤维无纺布的拉伸强度。本实施例中采用超声波技术将表层和底层无纺布连接在一起，既可以保证连接的强度，还可以保证鼓包的柔软和打孔部分的柔软。而现有技术中的双层无纺布采用胶水复合打孔成型布和底层无纺布，胶水会在粘合两层材料时粘平并破坏其凸出结构，胶水也会带来味道或从纤维材料内部渗透到材料表面，胶水粘合通常需要一定的开放时间和施加压力从而破坏成型的立体效果。本实施例中的开孔22开在鼓包上，孔经由表层无纺布的上表面，表层无纺布和表层无纺布下表面呈自上而下的锥形延伸至鼓包的内部，这也就形成了鼓包上表面，锥孔底部和鼓包底部三个层面，液体可以经由锥孔渗透到鼓包内部在经鼓包底部渗透到产品内部，亦或经由鼓包之间凹陷区渗透到产品内部，鼓包的保持性很好的高度，鼓包上的锥形孔都很好的减少液体回渗到表层无纺布表层的机会，从而确保产品的干爽。
在一个实施方式中，如图2所示，至少部分凸出的鼓包与鼓包之间有凹陷区，至少部分凹陷区设置有表层20与底层19相固定的凹陷区连接点27；鼓包与鼓包之间的凹陷区可以进一步地减少表层与皮肤的接触面积，提高透气性和舒适性，而凹陷区连接点27可以进一步地提高表层与底层之间的复合连接强度，防止这部分区域向上凸起，可以有效地使四周的鼓包形状的高度和形状得到保持。
在一个实施方式中，可以将上述的双层无纺布材料应用于尿裤表层，采用的材料示例性地如下：
第一层纤维无纺布：2.0旦双组分热风无纺布，基重26克/平米。
第一层纤维无纺布：2.0旦双组分热风无纺布，基重22克/平米。
打孔和3D成型：采用机械穿刺和热定型，其中针的根部直径为1.2毫米，工作温度为90℃；
双层连接复合：采用超声波技术，其中辊子表面温度为90℃。
为了制备上述的双层开孔无纺布面料，可以采用两辊或三辊的方式进行成型加工，当采用两辊法时，需要在第二辊上还安装一个超声波复合装置，当采用三辊法时，还可以在第二辊上安装用于使双层面料复合的另一个辊。 两棍加超声波成型方式主要依靠超声波的高频振动产生的热量来形成连接和定型，三辊法成型加工主要依靠辊子之间的压力和温度共同作用产生连接和定型。
作为举例：当采用两辊法时，所采用的结构如图4所示，在图4中，最主要的部件是第一辊6和第二辊7，它们是形成本申请中面料结构的核心部件，在第二辊6的表面设置有如图7所示的凸模12，在第一辊7的表面设置有如图5和图6所示的凹模13，凸模12和凹模13之间可以相互啮合；在凸模12的表面分布有凸台14，在凹模13的表面分布有凹槽15，凸台14可以嵌入凹槽15中；在凸台14上设置有凹孔16，在凹槽15的内部设置有针刺17，当凸台14嵌入凹槽15中时，针刺17嵌入凹孔16中；另外在凹槽15的周边也呈环状地分布有按压点18。
采用如图4中所示的双辊法设备进行制造的过程如下：首先，上层无纺布2由上层无纺布放卷辊1的带动下进入第一辊6和第二辊7之间，第一辊6与第二辊7之间的啮合部位的结构如图8所示：通过第一辊6和第二辊7相互之间的模具使上层无纺布2被压在凸台14和凹槽15之间形成鼓包，由于在当凸台14嵌入凹槽15中时，针刺17也会嵌入凹孔16中，就将被压出的鼓包刺破，由于刺破的动作是从鼓包的上部向下部进入的，就会使鼓包的微观结构上形成倒锥形的结构；与此同时，由于在凹槽15的四周设有多个环状分布的按压点18，在形成鼓包和刺出开孔的同时，按压点18也会在鼓包的四周按压形成向下凸出的连接点23。随着第一辊6和第二辊7的不断运动，使上层无纺布2上依次形成带有开孔的鼓包结构，并从辊间空隙排出；随着下层无纺布放卷3对下层无纺布3的带动，上层无纺布2与下层无纺布4贴合，再经过转运之后，由上下层复合装置（超声波成型）使得上层和下层无纺布通过连接点23之间形成贴合，最后通过收放卷导向辊带出，制备得到双层无纺布材料。
另外，在一个改进的实施方式中，如图8所示，至少一部分凸台14和凸台之间有高度低于凸台14的凹陷区，以及与这些凹陷区相配合的凹槽15与凹槽15之间设置有凹陷区按压点28，凹陷区按压点28的作用是使在鼓包形成的同时，在鼓包与鼓包之间形成按压点，使上层无纺布与下层无纺布之间相互复合，防止这部分区域向上凸起，可以有效地使四周的鼓包形状的高度和形状得到保持。
在本实施例中，形成的鼓包直径范围是3mm，开孔直径范围是0.7mm，鼓包高度在1.3mm。
对照例1
采用与实施例1中相同的上下层无纺布面料，制造的工艺是首先通过在上层无纺布面料上进行打孔，以形成0.7mm直径范围的针孔，再通过成型辊在上层无纺布面料上形成直径3mm、高度1.3mm的鼓包，使针孔位于鼓包上。其它条件与实施例1均相同。
实施例1得到的面料 对照例1得到的面料
干爽性增加（回渗减少） 0.1 克 0.4克
滑渗量 0.5克 1.5克
回渗量和滑渗量均为数值越小越好。

Claims (13)

1.一种新型双层复合纤维材料，其特征在于，包括有底层（19）其及上部的表层（20），在表层（20）上分布有向上凸出的鼓包（21），在鼓包（21）上设置有向下凸出的倒锥形的开孔（22）；在鼓包（22）的四周的表层（20）上设置有表层（20）与底层（19）相固定的连接点（23）。
2.根据权利要求1所述的双层纤维材料制品，其特征在于，所述的表层的材料采用无纺布，所述的底层的材料采用无纺布或者聚合物，采用聚合物的材料可以是聚乙烯打孔膜等；至少部分凸出的鼓包与鼓包之间有凹陷区，至少部分凹陷区设置有表层（20）与底层（19）相固定的凹陷区连接点（27）；开孔的直径范围是0.3～2.0mm；鼓包的直径范围可以是1～20mm之间，鼓包的高度可以是0.1～10mm之间。
3.一种生产新型双层复合纤维材料的成型辊组，其特征在于，包括有第一辊（6）和第二辊（7），在第一辊（6）的表面设置有凸模（12），在第二辊（7）的表面设置有凹模（13），凸模（12）和凹模（13）之间可以相互啮合；在凸模（12）的表面分布有凸台（14），在凹模（13）的表面分布有凹槽（15），凸台（14）可以嵌入凹槽（15）中；在凸台（14）上设置有凹孔（16），在凹槽（15）的内部设置有针刺（17），当凸台（14）嵌入凹槽（15）中时，针刺（17）嵌入凹孔（16）中。
4.根据权利要求3所述的成型辊组，其特征在于，在凹槽（15）的四周分布有按压点（（18），至少一部分凸台（14）和凸台（14）之间有高度低于凸台（14）的凹陷区，以及与这些凹陷区相配合的凹槽（15）与凹槽（15）之间的凹陷区按压点（28）。
5.一种生产双层纤维材料制品的装置，其特征在于，包含有权利要求3所述的成型辊组，用于制备上层无纺布（2）。
6.根据权利要求5所述的生产双层纤维材料制品的装置，其特征在于，所述的装置中还包含有上下层复合装置（8），用于在上层无纺布（2）的下方复合下层无纺布（4）。
7.根据权利要求5所述的生产双层纤维材料制品的装置，其特征在于，所述的上下层复合装置选自成型辊或者超声波成型装置。
8.根据权利要求5所述的生产双层纤维材料制品的装置，其特征在于，所述的装置中还包括有：
上层无纺布放卷辊（1），用于向成型辊组中输送上层无纺布材料；
下层无纺布放卷辊（3），用于向成型辊组上输送下层无纺布材料；
成型无纺布收卷辊（10），用于将上下层复合装置（8）中成型得到的复合成型的无纺布（9）进行收卷。
9.一种新型双层复合纤维材料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步，将上层无纺布（2）输送至第一辊（6）和第二辊（7）之间，再通过第一辊（6）和第二辊（7）之间的相啮合的模具使上层无纺布（2）表面形成鼓包（21），并且在形成鼓包（21）的同时通过辊第二辊（7）上的针刺（17）和第一辊（6）上的凹孔（16）相配合形成鼓包（21）上由上到下的倒锥形的开孔（22）
第2步，将第1步得到的上层无纺布（2）再与下层无纺布（4）相复合，使下层无纺布固定于上层无纺布的下方，得到双层的复合成型的无纺布（9）。
10.根据权利要求9所述的双层复合纤维材料制品的生产方法，其特征在于，在所述的第1步中，在形成鼓包（21）的同时，通过所述的模具使鼓包的根部四周形成向下的连接点，在第2步中再将上层无纺布（2）与下层无纺布（4）通过所述的连接点（23）进行连接固定。
11.由权利要求9或10所述的生产方法所制备得到的双层复合纤维材料。
12.一种个人护理吸收性产品，具有表层和背层以及介于它们之间的吸收芯体，其中的表层和/或背层具有权利要求要求1里提到的新型双层复合纤维材料。
13.根据权利要求12中提到的个人护理吸收性产品，还包括表层和吸收芯体之间的导流层，其中的导流层具有权利要求 1里提到的新型双层复合纤维材料。
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