CN107447365A - 一种多组份复合纤维无纺布料的生产工艺及其产品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，包括给棉程序、成型程序、拉伸压平程序、烘干定型程序、再定型程序得到成卷的无纺布料。原料复合纤维中聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）和聚乙烯纤维（PE）进行复合生成的复合纤维为必备原料。其它原料纤维包括聚丙烯纤维（PP）、聚乙烯纤维（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的一种或多种。烘干定型程序中，溶解有机硅油的纤维处理剂通过喷嘴均匀喷洒并渗透到复合纤维布料带上，有机硅油包括甲基硅油、环氧基改性硅油、聚醚改性硅油。本发明的无纺布料具有弹性优、轻薄不分层、透气性、吸水性强的特点，柔软性好的使用效果。生产的产品水洗后容易干燥、耐用不变黄的优点。

Description

一种多组份复合纤维无纺布料的生产工艺及其产品

技术领域

本发明属于纺织生产领域，特别是制造由化学纤维组合生成无纺布料产品的工艺方法，以及使用该方法所生成的无纺布料产品。

背景技术

无纺布是一种非织造材料，通常由定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合，使单种或多种纤维原料相互结合制成纤网状或连续匹状的布料成品。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维；可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。经过近50年的发展，采用单组份纤维或多种单组份纤维混合后进行粘合的无纺布加工技术已经非常成熟，开发出涤纶、丙纶、锦纶、氨纶、腈纶等众多种类的产品。在诸多产品的生产工艺中，普遍采用胶粘剂作为纤维原料之间交着、使纤维线粘接、形成布料的胶合剂。如中国专利CN100537876C所公开的采用丙烯醛或酚醛树脂。丙烯醛有强烈刺激性，可以导致细胞基因突变，损伤呼吸道、眼及皮肤，并且对环境有严重危害。酚醛树脂胶粘剂通常是以苯酚和甲醛为原料，经缩聚反应而得到的，或多或少存在甲醛污染的问题。随着健康意识的增强和对环境保护要求的提高，对于无纺布使用中对人体危害问题、生产中对环境污染问题，都逐渐引起人们的重视。固有的规模化生产模式，从原料到工艺，都受到严峻的挑战，势必经历更新换代的过程。采用复合纤维进行加工生产无纺布是一种技术进步的结果，是无纺布生产的一种方向性的技术。复合纤维又称双组份纤维，是采用两种聚合物同时通过复合纺丝孔成形得到的纤维丝产品。部分产品既有主体纤维的部分，又有作为粘合纤维的部分。采用复合纤维生产无纺布产品，能够在一种布料中提供多种纤维原料所具有的特点，进一步满足生产、生活的需要。虽然复合纤维生产原料具有产业上的优势，但目前大部分采用复合纤维进行加工的无纺布企业的生产工艺，仍然只能采用添加胶粘剂进行稳定纤维组分的方法。产品的无害化仍然不能满足社会进步的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种由复合纤维为主要原料，混合单组份纤维原料或复合纤维进行加工，形成多组份复合纤维无纺布的生产工艺。生产过程不添加胶粘剂，在适当的条件下由复合纤维的组份熔融后提供粘合作用，来形成多种组份纤维交着的状态。同时，布料生产过程添加纤维处理剂，来增加无纺布的弹性和抗拉力。是一种生产过程绿色无污染的生产技术。本发明并公开采用该生产工艺所制造的无纺布产品，这种产品比目前其它的无纺纤维产品提供了更加舒适的使用体验和健康保护。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，一种多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，包括下列步骤：(1)给棉程序，将原料纤维和/或原料复合纤维按工艺配比量投入开松机进行松棉，松散状态的纤维原料进入混棉机进行混合，搅拌均匀，再进入给棉机准备进料。(2)成型程序，将混合均匀的纤维原料送入风琴式梳棉机进行梳理、拉丝形成薄层，纤维薄层进入成型机。按产品规格要求调整进行粘合的薄层数量和幅宽，进行叠合放置。(3)拉伸压平程序，叠合完成的纤维布料层进入堆压机，经堆积后将纤维布料层进行拉乱形成纤维交着，经延伸压平，使其各层之间粘合为一体。再进行单面或双面滚轮式定型、压实，使纤维布料表面平整，形成满足弹性和厚度要求的复合纤维布料带。(4)烘干定型程序，复合纤维布料带进入烘干箱中，在高温蒸汽的作用下进行烘干、压平定型，使脱模性能优化，形成复合纤维布料。(5)再定型程序，将复合纤维布料再经过定型压光机，使其内部纤维线之间粘接稳固。布料成型后进入切割和收棉装置卷收包装。

本发明的无纺布生产工艺中，梳理是成网的关键工序，使纤维原料中各种纤维进一步均匀混和，并成为单纤维状态。梳理设备采用风琴式梳理机，使各种原料纤维或复合纤维能够充分分散、纤维丝形成立体交织状态。继而，纤维薄层在成型机中进行叠合放置、铺网成型可以采用平行铺网、交叉折叠铺网的方式。优选采用交叉折叠铺网的方式，能够改善纤网均匀性，获得纤维成份混合良好的纤维布料层产物。堆积拉伸压平过程是形成无纺布的抗拉性能、弹性力等强度要求，以及透气性能、吸水性能等功能要求的关键工艺。本发明采用调节堆压机滚筒速度的方式控制纤维布料层堆积的宽度，使堆积的纤维布料具有足够的混合。经过本发明的拉乱、压平工艺，形成的乱纤再经过加温、烘干，产生改性变化，成形后的纤维布料具有蜂窝结构，其弹力性能和抗拉伸性能更加优异。不仅如此，堆积工艺使多种组份的纤维能够混合更加均匀，拉伸后形成纤维交着，各种纤维的特性就得以在终产品中体现出来。烘干定型程序在装配有滚轮式压平机、连接蒸汽管路的烘干箱中进行，通过蒸汽管路与锅炉或蒸汽发生器连通。锅炉提供的热能使烘干箱的温度、湿度满足纤维定型的要求。根据工艺要求，可以在烘干箱的出料端附近安装抽湿机，调节从烘干箱出来的布料带的含水率，提高后续处理的效果，优化产品的性能。本发明的复合纤维无纺布料生产工艺具有设备可调整性高、工艺条件的调整程度宽泛，对各种常见纤维、复合纤维原料处理能力强的特点。在常见的采用结料、成网、加固、后整理的无纺布料成型的工艺基础上，增加多道调整纤维混合、使多种组份纤维交着粘合的混合、挤压、拉伸和压实、平整工艺，同时，采用高温烘干工艺，使终产品的无纺布料在弹性、柔软程度、抗拉耐用性等功能性上有突破性的提高和优化。同时，本发明的生产工艺过程不必添加具有潜在污染危险的胶粘材料，是环境友好型的工业流程。

进一步的，上述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，所述的原料复合纤维包括由聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）和聚乙烯纤维（PE）进行复合生成的复合纤维为必备原料。所述的其它原料纤维包括聚丙烯纤维（PP）、聚乙烯纤维（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的一种或多种。所述的原料复合纤维也包括由上述PP、PE和PET的至少两种进行复合构成的复合纤维。所有原料中，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）的含量介于15%至60%之间。

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）本身固有优良的弹性、柔软性, 经过本发明的工艺加工后，能够发挥其性能特点，形成蓬松性良好的立体结构。采用PTT与PE复合纤维作为主原料，配合PP、PET纤维或由它们构成的复合纤维，经过本发明的堆积、拉伸、烘干工艺，使各种纤维原料以纤维丝的形态分散、拉直，再进行混合、交着，就形成透气性、吸水性、抗拉性能都优异的无纺布料产品。产品的成份纤维丝之间所形成的蜂窝状结构，提供了高弹性能，是现有其它无纺布料产品的不具备的。

优选的是，上述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其中烘干定型程序中，烘干箱内部的温度介于150℃至190℃之间。烘干箱的入料口上端安装喷嘴，连接蒸汽锅炉或蒸汽发生器。溶解有纤维处理剂的水溶液在蒸汽锅炉或蒸汽发生器生成为水蒸汽，通过喷嘴均匀喷洒并渗透到复合纤维布料带上。所述的纤维处理剂的有机硅油含量为5%至30%。

本发明的纤维和复合纤维原料包括有熔解温度高低不同的纤维单体，形成在工艺中作为粘合作用和支撑作用的两类结构。在适当的温度条件下，作为粘合作用的纤维丝表面或整体呈胶状，就能够将其它各类的纤维丝进行粘结，形成具有弹性，柔软适度的，具有延展性的无纺布料产品。在烘干程序中，往纤维布料带喷洒硅油乳液的纤维处理剂，将硅油附着到纤维丝上，可以改善纤维的性状，包括弹性、柔韧性，吸湿性能。使无纺布料的性能，尤其在回弹性和密度均匀性上较其它无纺布料有较大的提升。

优选的是，上述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，所述的复合纤维中的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）是索罗娜纤维。所述的有机硅油包括甲基硅油、环氧基改性硅油、聚醚改性硅油之一，或者上述硅油的调和乳液。

索罗娜纤维是杜邦公司提供的一种由玉米获得的1，3丙二醇（PDO），与对苯二甲酸（TPA）合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT），能够与任何天然或合成纤维，甚至弹性纤维混纺或交织。采用本发明的生产工艺，生成的无纺布料具有柔软的手感，舒适的拉伸和回复性。并且，由于索罗娜属于生物原料，容易降解，是绿色无污染的制品。生产过程和最终产品都是环境友好型的。甲基硅油具有很好的吸附性、相容性，用于织物整理可以增加纤维材料的柔软性。环氧基改性硅油可以提高织物的弹性，与聚醚改性硅油配合使用,后整理的织物柔软性更好,还具有抗皱、耐洗等特性,与氨基改性硅油调配使用,可使织物具有较好的手感。两种硅油调和时可以选择任何比例，以最终产品的性能要求来调整。

最好的是，上述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，所述的拉伸压平程序中，纤维布料在堆压机滚筒前端堆积的宽度介于60至100英寸之间。

本发明采用调节堆压机滚筒速度的方式控制纤维布料层堆积的宽度，通常控制通过滚筒的布料长度为250米/小时~500米/小时之间，以保持堆积形成的宽度为60至100英寸之间，根据最终产品布料的厚度要求进行调整。这样的堆积工艺能够确保在程序结束时，纤维布料带中各种纤维混合足够均匀，纤维丝之间的交着和粘结充分，保证了最终产品的纤维布料性能的最优。

还可以是，上述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，在所述的拉伸压平程序之后，经过堆压机后的复合纤维布料带从扎针机经过，将复合纤维布料进行单面或双面扎实成型。

针扎程序使纤维布料带在针板的冲击和刺针的作用下，被压实并增加了强度，使经过烘干程序后的终产品的抗拉性能进一步提高。

本发明还包括一种采用上述生产工艺生产的复合纤维无纺布料，所述原料纤维或原料复合纤维原料中聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）、聚丙烯纤维（PP）、超高分子量聚乙烯纤维（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的含量按重量份分别均为25%。

按照上述配比调整供料，经过上述工艺生产的复合纤维无纺布料，与目前各种无纺面料相比，其弹力性能、透气性能、耐水洗性能均有大幅度提高；经过反复使用、洗涤，不会产生分层现象。并且，由于没有使用胶粘剂、纤维原料不会分解，最终产品的PH值在6.4至7.0之间，完全没有损害皮肤的因素，是一种绿色、健康的面料产品。是服装用无纺布、家具装饰/家居无纺布、医疗卫生用无纺布、过滤材料用无纺布的首选。

本发明的多组份复合纤维无纺布料生产工艺改变了传统无纺布生产过程污染环境的不足，传统产品具有损害健康的潜在因素、耐用性短，废弃边角料、产品使用后废弃物难降解、污染环境的缺陷。生产的无纺布料具有弹性优、轻薄不分层、柔软性好、透气性、吸水性强的特点，产品水洗后容易干燥、耐用不变黄的优点。本发明所保护的无纺布料产品被称为丝绸棉、舒弹力棉，是一种性能优越的安全、卫生布料产品，在目前还未可有性能上能够超越的无纺布材料。

附图说明

图1是本发明实施例的生产工艺流程图

具体实施例

下面结合参考附图来说明本发明的一种优选实施方式。

一种舒弹力生态复合纤维（丝绸棉）的生产工艺，原料采用以下三种复合纤维：聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）和聚乙烯纤维（PE）进行复合生成的芯壳式复合纤维，优选杜邦公司的索罗娜（SORONA）与PE进行复合制备的纤维丝，混合OEP（由PE和PP复合的芯壳式纤维丝）和OET（由PE和PET复合的芯壳式纤维丝）。三种复合纤维的用量各占1/3的重量份。生产的工艺流程是：(1)开松、混合、给棉：将原料复合纤维按配比量均匀地投入开松机进行松棉，经开松的混合纤维原料间隔投入混棉机进行混合均匀，再进入给棉机准备进料；(2)梳理、纤维层成型：从给棉机送出的纤维原料被送入风琴式梳棉机，进行梳理、拉丝成为直丝，各种复合纤维交错搭接形成纤维薄层，纤维薄层进入成型机。在成型机中，采用交叉折叠铺网的方式，按最终产品规格要求，调整薄层数量和幅宽进行叠合放置，提供后续的粘合工艺的材料。(3)堆积、拉伸压平：叠合完成的纤维布料层被输送带送入堆压机，堆压机内的滚筒带动皮带运动，将输送带送来的纤维布料层进行压实。调整滚筒的速度，使皮带的传递速度控制在250米/小时，这样在滚筒前端形成的堆积纤维布料的宽度大约为100英寸。纤维布料被转向、压实后，经过带有刺毛的辊，被进一步拉伸。由于堆积过程使纤维薄层被重新叠合，经过这个流程后，各种复合纤维形成乱纤状态，各层之间粘合为一体。将拉伸后的纤维层再经过滚筒组进行定型、压实，使纤维布料表面平整，形成满足弹性和厚度要求的复合纤维布料带。(4)烘干：采用三层式烘干箱，烘干箱的入料口上端安装喷嘴，喷嘴连接蒸汽锅炉。溶解有5%至30%重量份的环氧基改性有机硅油的乳液作为纤维处理剂进入蒸汽锅炉生成为水蒸汽，通过喷嘴均匀喷洒并渗透到复合纤维布料带上。烘干箱内部的温度控制在150℃至160℃之间。复合纤维布料带在烘干箱中，自下至上往复在高温蒸汽的作用下进行烘干，并滚筒组的作用下压平、定型。烘干箱的出料口安装有抽湿机，使经过烘干箱后的纤维布料的湿度降低。这样，纤维布料的脱模性能得到优化，形成复合纤维布料产品。(5)再定型：根据终产品的技术要求，选择是否需要进行针刺压实。将经过烘干的复合纤维布料再经过定型压光机，使其内部纤维线之间粘接稳固。（6）布料成型后进入切割和收棉装置卷收包装。

本实施例生产的舒弹力生态复合纤维（丝绸棉）经SGS实验室按ASTM标准测试方法检验，其各项理化指标如下：

本实施例生产的舒弹力生态复合纤维（丝绸棉）应用生产作为文胸罩杯和口罩的材料，有轻薄、透气的特点，没有检出甲醛，PH值在6.4左右，是一种健康、绿色的无纺材料基材。

以上，参照附图说明了本发明的一种优选实施方式，但不表示仅限于实施例的内容。凡属于本发明权利要求所表述的技术范畴内的各种参数的修改、等同替换和变化，当然也属于发明所阐述的技术范围。

Claims (8)

1.一种多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，包括下列步骤：

(1)给棉程序，将原料纤维和/或原料复合纤维按工艺配比量投入开松机进行松棉，松散状态的纤维原料进入混棉机进行混合，搅拌均匀，再进入给棉机准备进料；

(2)成型程序，将混合均匀的纤维原料送入风琴式梳棉机进行梳理、拉丝形成薄层，纤维薄层进入成型机；按产品规格要求调整进行粘合的薄层数量和幅宽，进行叠合放置；

(3)拉伸压平程序，叠合完成的纤维布料层进入堆压机，经堆积后将纤维布料层进行拉乱形成纤维交着，经延伸压平，使其各层之间粘合为一体；再进行单面或双面滚轮式定型、压实，使纤维布料表面平整；形成满足弹性和厚度要求的复合纤维布料带；

(4)烘干定型程序，复合纤维布料带进入烘干箱中，在高温蒸汽的作用下进行烘干、压平定型，使脱模性能优化，形成复合纤维布料；

(5)再定型程序，将复合纤维布料再经过定型压光机，使其内部纤维线之间粘接稳固；

布料成型后进入切割和收棉装置卷收包装。

2.根据权利要求1所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，所述的原料复合纤维包括由聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）和聚乙烯纤维（PE）进行复合生成的复合纤维为必备原料；所述的其它原料纤维包括聚丙烯纤维（PP）、聚乙烯纤维（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的一种或多种；所述的原料复合纤维也包括由上述PP、PE和PET的至少两种进行复合构成的复合纤维；所有原料中，聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）的含量介于15%至60%之间。

3.根据权利要求1或2之一所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，

所述的烘干定型程序中，烘干箱内部的温度介于150℃至190℃之间；

烘干箱的入料口上端安装喷嘴，连接蒸汽锅炉或蒸汽发生器；溶解有纤维处理剂的水溶液在蒸汽锅炉或蒸汽发生器生成为水蒸汽，通过喷嘴均匀喷洒并渗透到复合纤维布料带上；所述的纤维处理剂的有机硅油含量为5%至30%。

4.根据权利要求3所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，所述的复合纤维中的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）是索罗娜纤维。

5.根据权利要求3或4之一所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，所述的有机硅油包括甲基硅油、环氧基改性硅油、聚醚改性硅油之一，或者上述硅油的调和乳液。

6.根据权利要求4所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，所述的拉伸压平程序中，纤维布料在堆压机滚筒前端堆积的宽度介于60至100英寸之间。

7.根据权利要求1或2之一所述的多组份复合纤维无纺布料的生产工艺，其特征是，在所述的拉伸压平程序之后，经过堆压机后的复合纤维布料带从扎针机经过，将复合纤维布料进行单面或双面扎实成型。

8.一种根据权利要求2所述生产工艺生产的复合纤维无纺布料，其特征是，所述原料纤维或原料复合纤维原料中聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）、聚丙烯纤维（PP）、超高分子量聚乙烯纤维（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的含量分别均为25%（重量份）。