CN109881420A - 一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，依次包括挤压熔融、牵伸、铺网、水刺、拉幅热定型步骤。所述的水刺步骤：不进行烘干工序。所述的拉幅热定型：纺粘水刺坯布经过若干个拉幅区进行拉幅热定型。所述工艺制备的是一种适合应用于家具、沙发、座椅行业的新型无纺布。
Description
技术领域
本发明涉及纺粘水刺无纺布，具体涉及一种具有高强力、低伸长变形的纺粘水刺无纺布的拉幅热定型工艺，该无纺布应用于家具、沙发、座椅行业，属于无纺布生产技术领域。
背景技术
纺粘水刺无纺布可以兼具纺粘无纺布与水刺无纺布的优点，现有的纺粘水刺无纺布，断裂强力及撕裂强力都达到了一定的水平，接近于传统纺织品，具有非常广泛的用途，可应用于高档擦拭布、医疗卫生和个人护理用品等领域。
但是在应用到家具、沙发、座椅等行业时，仍存在着很大缺陷：强力偏低、伸长率偏大。
现有的纺粘水刺无纺布技术情况如下：
专利CN201810596387.X 一种纺粘水刺工艺结合的无纺布成型技术，包括以下步骤：原料a、原料b分别经过挤压机进行挤压熔融得到熔体a、熔体b；然后经过滤器在线去除杂质，然后进入纺丝系统；经纺丝机喷丝板喷出后，冷却固结成丝，丝束导入牵伸喷嘴经过气流牵引，在成网机上铺网分别得到纤维网A、纤维网B；纤维网A、纤维网B在线重叠喂入水刺区进行加固，得到无纺布；无纺布进行亲水处理后输入到烘箱中进行烘燥。
本发明采用先纺粘铺网再水刺加固工艺进行无纺布的生产，其发明目的是：使无纺布具有蓬松感、厚实感，可以替代热风布降低生产成本，对无纺布的表层做亲水处理，能够有效的提高无纺布的亲水性。该技术生产的产品不能应用于家具、沙发、座椅等行业。
专利CN200710053640.9纺粘水刺无纺布的制备工艺，采用PET、PE、PA、PP等高聚物的任一种切片，经输送、干燥、纺丝、气流牵伸、铺网、水刺、烘干、自动卷绕制得。本发明的发明目的：工艺流程短、技术先进，生产的超细纤维纤细，比表面积大，经纺丝成网、水刺固结后，可形成特殊的三维立体结构，其纤维结构致密，产品手感柔软，吸湿性和透气性好。生产的无纺布产品，应用于人工革基布、高档擦拭布、过滤材料、汽车装饰材料、卫生防护以及地毯基布等领域。但是应用于家具、沙发、座椅等行业还存在着巨大的缺陷：强力偏低、伸长率偏大。
专利CN200710053639.6双组分纺粘水刺无纺布的制备工艺，采用高聚物PET(涤纶)、PA6(尼龙6)、PP(丙纶)中的两种作为纺丝原料，复合比为(20%-80%)∶(80%-20%)，经共轭纺丝、气流牵伸、铺网、水刺、开纤干燥、卷绕后，生产双组份纺粘水刺超细纤维无纺布。本发明的目的是提供一种双组分纺粘水刺无纺布的制备工艺，采用该工艺生产的产品手感柔软，吸湿性和透气性好，应用于人工革基布、高档擦拭布、过滤材料和汽车装饰材料。但是应用于家具、沙发、座椅等行业还存在着巨大的缺陷：强力偏低、伸长率偏大。
如何制备出一种具有高强力、低伸长变形的纺粘水刺无纺布，克服现有技术纺粘水刺无纺布应用在家具、沙发、座椅等行业中存在的巨大缺陷，成为本技术领域长期以来的一个技术难题。申请人研发团队经过长期的研究，成功研制一种纺粘水刺无纺布的拉幅热定型新工艺，解决了该技术难题。
经检索，涉及拉幅热定型工艺的专利文献如下：
专利CN02137679.4防缩、抗皱、不变形棉针织面料染整工艺，其中的焙烘工艺：拉幅热定型机长24m，分为八个箱区，第一箱温度控制在120℃，第二箱150℃，第三箱160℃，第一箱至第三箱为焙烘区，第四箱至第七箱为定型区，其箱温度均为170℃，第八箱温度160 ℃，定型区工艺时间为40s。本发明所要解决的技术问题是提供一种防缩、抗皱、不变形棉针织面料染整工艺，本发明获得的防缩、抗皱、不变形棉针织面料手感柔和、滑爽、具有极强的防缩、抗皱能力，透气性佳。由此可以看出：该拉幅热定型工艺应用在棉针织面料染整领域，虽然称之为拉幅热定型，实质为在热定型机中的连续焙烘定型工艺，面料的幅宽没有变化，根本不涉及拉幅技术。
专利CN201210247512.9棉针织面料的染色后整理工艺，其中的焙烘工艺：其焙烘温度控制在120-160℃，焙烘时间为2-3min，轧液率为80-90%，车速：15m/min，焙烘工艺在热定型拉幅机中连续进行。热定型拉幅机分为六个箱区，第一箱温度控制在120℃，第二箱135℃，第三箱150℃，第一箱至第三箱为焙烘区，第四箱至第六箱为定型区，温度均为160℃。该发明的目的是提供一种具有极强防缩、抗皱效果的棉针织面料的染色后整理工艺，通过该发明工艺处理后的棉针织面料，手感柔和、滑爽、具有极强的防缩、抗皱能力，透气性极佳，最大的特点是洗涤二十次不变形。由此可以看出：该拉幅热定型工艺应用在棉针织面料染色后整理领域，虽然称之为拉幅热定型，实质为在热定型机中的连续焙烘定型工艺，面料的幅宽没有变化，根本不涉及拉幅技术。
专利CN201210247501.0一种全棉针织面料的染色后整理工艺，公开了在热定型拉幅机中连续进行焙烘工艺：所述热定型拉幅机分为六个箱区，第一箱温度控制在120℃，第二箱140℃，第三箱155℃，第一箱至第三箱为焙烘区，第四箱至第六箱为定型区，温度均为170℃。本发明的目的是提供一种具有极强防缩、抗皱效果的全棉针织面料的染色后整理工艺。由此可以看出：该拉幅热定型工艺应用在棉针织面料染色后整理领域，虽然称之为拉幅热定型，实质为在热定型机中的连续焙烘定型工艺，面料的幅宽没有变化，根本不涉及拉幅技术。
专利CN201610233859.6一种空气过滤用驻极体非织造过滤材料，该发明涉及到拉幅热定型工艺，针对的是一种空气过滤用驻极体非织造过滤材料，具体方法为：PET/PET定岛型海岛短纤维和PE/PET皮芯型复合短纤维以一定质量比混合、梳理后，经针刺成网、碱液消融、轧压水洗、PTFE乳液浸渍、拉幅热定型和冷却固化而成。说明书中具体公开的拉幅热定型工艺：在135℃-180℃的温度下热定型。由此可以看出：该拉幅热定型工艺应用在非织造过滤材料领域，所谓的拉幅热定型工序，实质非织造布的幅宽没有变化，根本不涉及拉幅技术，只是单纯的热定型。
由上述公开的拉幅热定型专利文献可以看出，针对拉幅热定型工艺，主要应用在针织面料的后整理领域，目前在无纺布技术领域中实现无纺布的扩幅没有应用。分析其主要原因：无纺布是由短纤维相互勾连形成的，短纤维之间不连结；如果采用外力强行使无纺布扩幅，明显会破坏无纺布的结构，严重影响无纺布的机械性能，甚至导致无纺布被拉破。虽然目前国际上也有部分技术人员研究无纺布拉幅工艺，但只能实现较低水平的扩幅。
发明内容
本发明提供了一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，要达到以下发明目的：制备一种适合应用于家具、沙发、座椅行业的新型无纺布，该无纺布具有高强力和低伸长变形。
为达到该目的，本发明的技术方案是：
一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，依次包括挤压熔融、牵伸、铺网、水刺、拉幅热定型步骤。
所述的水刺步骤：不进行烘干工序。
所述的拉幅热定型：纺粘水刺坯布经过若干个拉幅区进行拉幅热定型。
所述的拉幅热定型：经过五个拉幅区进行拉幅热定型。坯布幅宽的扩幅倍数为1.5-2倍。纺粘水刺坯布经过所述的拉幅热定型工艺后，克重降低25-50%。纺粘水刺坯布经过所述的拉幅热定型工艺后，厚度降低10-20%。
所述的拉幅热定型：温度为135-165℃，优选为140-160℃。
所述的拉幅热定型：进布速度为10-40m/min，优选为20-25m/min。
所述的拉幅热定型：送风开度为1-100%，优选为60-70%。
所述的拉幅热定型：第一个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.0-1.15倍，温度为135-145℃。
优选的，所述的拉幅热定型：第一个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.1倍，温度为140℃。
所述的拉幅热定型：第二个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.16-1.25倍，温度为145-155℃。
优选的，所述的拉幅热定型：第二个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为150℃。
所述的拉幅热定型：第三个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.16-1.25倍，温度为150-160℃。
优选的，所述的拉幅热定型：第三个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为155℃。
所述的拉幅热定型：第四个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.15-1.25倍，温度为155-165℃。
优选的，所述的拉幅热定型：第四个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为160℃。
所述的拉幅热定型：第五个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.1-1.2倍，温度为155-165℃。
优选的，所述的拉幅热定型：第五个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.0倍，温度为160℃。
制备的80 g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布，厚度为0.7-0.75mm，纵向断裂强力达到300-350N，横向断裂强力达到320-350N；45N伸长率：纵向：3-6%，横向：2-5%，
制备的无纺布布面均匀，克重差小于5g/m2。
与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
（1）采用本发明拉幅热定型工艺制备的无纺布，具有高强力和低伸长变形，得到的80g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布厚度为0.7-0.75mm，纵向断裂强力达到300-350N，横向断裂强力达到320-350N；45N伸长率：纵向：3-6%，横向：2-5%，适合应用于家具、沙发、座椅行业。
与传统80 g/m2纺粘水刺无纺布相比：厚度减少55.3%；纵向断裂强力提高24.7%；横向断裂强力提高63.1%；45N伸长率纵向伸长率降低90.9%；横向伸长率降低92.2%。
（2）采用本发明拉幅热定型工艺，制备的纺粘水刺无纺布均匀度高，克重均匀、厚薄一致。无纺布的克重分布在78-83 g/m2之间，克重最大差5g/m2，布面均匀。
（3）采用本发明拉幅热定型工艺，纺粘水刺无纺布幅宽的扩幅倍数达到1.5-2倍。
（4）采用本发明拉幅热定型工艺，打破了原有无纺布生产设备幅宽的限制，提高生产效率，节省人工、能耗。
附图说明
附图1 为实施例1与对比例1制备的无纺布全幅宽克重分布图；
附图2 为实施例1拉幅热定型工序的示意图。
具体实施方式
实施例1 一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺
本发明的工艺方法步骤为：
步骤1、挤压熔融
首先将MFR 30-40g/min的高聚物PP切片经输送，干燥后进入螺杆挤压机，挤压熔融，螺杆有六个温度区，第一加热区温度为200-230 ℃，第二加热区温度为200-230 ℃，第三加热区温度为200-250 ℃，第四加热区温度为210-250 ℃，第五加热区温度为220-250 ℃，第六加热区温度为230-250 ℃，连接各个区的法兰温度为240 ℃。
步骤2、牵伸
熔体细流经含一定温度的侧吹风进行冷却；风箱压力3300 Pa，风机转速比75 %，上冷风温度20 ℃，下冷风温度20 ℃。
步骤3、铺网
纤维经冷却风牵伸后，以S形轨迹均匀的铺置在成网机上形成纤网。
步骤4、水刺
由成网机输出的纤网再经预加湿后进入水刺区，在15 MPa高压水流的作用下纤维相互缠结在一起，获得120 g/m2的纺粘水刺坯布。
取消传统水刺步骤的烘干工序，直接进入后道拉幅热定型。
步骤5、拉幅热定型
拉幅热定型阶段包括五个拉幅热定型区，分别为一区、二区、三区、四区和五区；步骤4制备的纺粘水刺坯布依次经过上述拉幅热定型区的一区到五区；
其中，一区的拉幅倍数为1.1倍，温度为140℃；
二区的拉幅倍数为1.2倍，温度为150℃；
三区的拉幅倍数为1.2倍，温度为155℃；
四区的拉幅倍数为1.2倍，温度为160℃；
五区的拉幅倍数为1.0倍，温度为160℃。
在纺粘水刺坯布依次经过上述拉幅热定型的五个区时，控制进布速度23 m/min，送风开度65 %，将120 g/m2的纺粘水刺坯布通过5区扩幅，使坯布幅宽由初始的3.2 m扩幅至4.8 m，坯布幅宽的扩幅倍数为1.5倍；坯布厚度由初始的0.87mm降至0.72mm，克重降低至80 g/m2。
实施例1制备的无纺布机械性能指标：
经检测，实施例1制备的80 g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布的物理性能指标、与普通80 g/m2纺粘布、80 g/m2水刺无纺布、80 g/m2传统纺粘水刺无纺布技术性能指标对比见表1；
表1
由上表可见，本发明80 g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布同传统纺粘水刺无纺布相比：
厚度大大降低，厚度为0.72mm，减少55.3%；
强度大大提高：纵向断裂强力达到300N，提高24.7%；横向断裂强力达到330N，提高63.1%；
伸长变形大大降低：45N伸长率纵向伸长率4.13%，降低90.9%；横向伸长率2.37%，降低92.2%。
经试验：
采用本发明技术方案，坯布幅宽最大扩幅倍数能达到2倍。
采用本发明工艺制备的80 g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布厚度为0.7-0.75mm，纵向断裂强力可达到300-350N，横向断裂强力达到320-350N；45N伸长率：纵向：3-6%，横向：2-5%。
对比例1
与实施例1的工艺步骤相同，只改变步骤4水刺工序如下：
步骤4、水刺
由成网机输出的纤网再经预加湿后进入水刺区，在15 MPa高压水流的作用下纤维相互缠结在一起，获得120 g/m2的纺粘水刺坯布。
将得到纺粘水刺坯布进行烘干，然后进入后道拉幅热定型。
实施例1与对比例1制备的无纺布全幅宽克重分布图见附图1。
从附图1中可看出：
实施例1制备的无纺布的克重分布在78-83 g/m2之间，克重最大差5g/m2，布面均匀；
对比例1制备的无纺布的克重分布在71-89g/m2之间，克重最大差18 g/m2，布面明显不均匀；
综上，本发明取消传统水刺步骤的烘干工序，将水刺得到的坯布直接进行拉幅热定型，相较于对比例烘干后的坯布再进行拉幅热定型，克重分布更为均匀，手感更好，大大提高了无纺布的克重均匀度，克服了现有纺粘水刺无纺布产品明显厚薄不均的现象。
实施例2一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺
所述工艺包括挤压熔融、牵伸、铺网、水刺、拉幅热定型、轧光步骤；
所述的挤压熔融、牵伸、铺网、水刺、拉幅热定型步骤与实施例1相同。
所述的轧光：
在拉幅热定型后，通过后道轧光工序，为4辊双面轧光，其热轧温度100-160 ℃。轧光之后，无纺布的厚度相较于纺粘水刺无纺布坯布的厚度，最多甚至可以缩小1倍多，物理性能可供调整，布面手感，软硬滑腻风格可调控，为不同的产品需求提供更广泛的可选择性。
除特殊说明的外，本发明所述的百分数均为质量百分数，所述的比值均为质量比。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：依次包括挤压熔融、牵伸、铺网、水刺、拉幅热定型步骤。
2.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的水刺步骤：不进行烘干工序。
3.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：纺粘水刺坯布经过若干个拉幅区进行拉幅热定型。
4.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：经过五个拉幅区进行拉幅热定型。
5.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：温度为135-165℃，优选为140-160℃。
6.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：进布速度为10-40m/min，优选为20-25m/min。
7.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：送风开度为1-100%，优选为60-70%。
8.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第一个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.0-1.15倍，温度为135-145℃。
9.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第一个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.1倍，温度为140℃。
10.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第二个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.16-1.25倍，温度为145-155℃。
11.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第二个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为150℃。
12.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于： 所述的拉幅热定型：第三个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.16-1.25倍，温度为150-160℃。
13.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于： 所述的拉幅热定型：第三个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为155℃。
14.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第四个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.15-1.25倍，温度为155-165℃。
15.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第四个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.2倍，温度为160℃。
16.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第五个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.1-1.2倍，温度为155-165℃。
17.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：第五个拉幅热定型区，控制拉幅倍数为1.0倍，温度为160℃。
18.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：所述的拉幅热定型：坯布幅宽的扩幅倍数为1.5-2倍。
19.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：纺粘水刺坯布经过所述的拉幅热定型工艺后，克重降低25-50%。
20.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：纺粘水刺坯布经过所述的拉幅热定型工艺后，厚度降低10-20%。
21.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：制备的80 g/m2拉幅热定型纺粘水刺无纺布，厚度为0.7-0.75mm，纵向断裂强力达到300-350N，横向断裂强力达到320-350N；45N伸长率：纵向：3-6%，横向：2-5%。
22.根据权利要求1所述的一种新型纺粘水刺无纺布拉幅热定型工艺，其特征在于：制备的无纺布布面均匀，克重差小于5g/m2。
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