CN110468502B - 水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，包括以下步骤：采用100％水溶性维纶纤维制备交叉铺网纤网保护层；采用100％水溶性维纶纤维制备平行铺网的纤网功能层；水刺复合；烘干；分切包装，在分切机上按照所需的规格进行分切并卷绕。本发明具有吸湿透气性好、强度高、化学稳定性好且能很快时间水溶降解的的特点，发明在生产过程中不产生任何有害污染物的排放，产品在沸水状态中可很快降解，完全符合当前绿色、环保的趋势。

Description

水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法
技术领域
本发明涉及非织造布制备技术领域，特别涉及一种水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法。可广泛应用于但不限于医用卫生领域、防护服领域及水溶性包装材料。
背景技术
随着新技术的不断涌现，非织造布的功能不断得到完善，应用也越来越广泛。水刺非织技术作为一种新型的非织生产工艺，具有加工流程短、不污染环境，加工过程不损伤纤维，无粘合剂，制得的产品具有吸湿柔软、强度高等特点。现有技术中，水刺非织造产品的主要原料为涤纶，涤纶水刺非织布虽然具有很好的性能特点，但是其在自然状态下很难降解。在人们越来越关注自己所处环境的今天，不可降解的白色污染问题越来越受到人们的关注，所以开发可以自然降解的材料显得越来越重要。
维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维，水溶性维纶是一种理想的水溶性纤维，是维纶的特色品种，是一种具有很强的亲水性且可溶于水的高分子材料，其具有理想的水溶温度、高吸水性和强伸性，良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，纤维在无任何化学助剂的条件下很快能溶解于热水中，溶于水后无味、无毒，水溶液呈无色的透明状，在较短的时间内能自然生物降解。利用水刺工艺将水溶性维纶纤维加工成水刺非织造布不仅流程短，而且整个过程绿色环保，做成的水刺布具有优良的性能，能在自然条件下很快降解。现有技术中公开的关于水溶性纤维的相关文献资料，主要是涉及水溶性纤维的应用和传统纺织加工工艺。
专利号CN201610929778.X公开了一种柔软舒适、吸湿透气、保暖厚实、亲肤性好的水溶性维纶无捻纱或弱捻纱多层面料及其织造方法，该多层面料包括上层组织、下层组织和至少一层的中层组织，在多层面料织造完毕后经过退纬处理，使上层组织和下层组织中的水溶性维纶纱溶解后剩余纯棉/混纺低捻或无捻单纱。本发明采用了多层松式接结组织，通过后整理退纬工艺，上下层组织中的水溶性维纶纱线溶解掉，本发明为传统纺织机织物的生产工艺，未涉及到水刺技术加工工艺。
专利CN201710756724.2公开了一种应用于一次性用品的无纺布生产工艺，步骤一：进棉，步骤二：混棉，步骤三：开松，步骤四：给棉，步骤五：预梳理，步骤六：铺网，步骤七：主梳理，步骤八：热轧，步骤九：将热轧好的水溶性无纺布进行卷绕，获得水溶性无纺布。本发明涉及一种热轧无纺布的生产工艺，未涉及到水刺生产工艺。
综上所述，未有相关的专利涉及到水溶性维纶纤维非织造布水刺加工的工艺。利用水溶性维纶的高吸水性和强伸性，良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，可溶解于热水的特性，开发一种吸湿透气性好、强度高、化学稳定性好且可能很快时间自然降解的水刺非织造布具有重要意义，可广泛应用于医用卫生材料、防护服、水溶性包装材料等领域。
发明内容
本发明就是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，本发明的维纶纤维水刺非织造布具有吸湿透气性好、强度高、化学稳定性好且能很快时间自然降解的的特点，本发明在生产过程中不产生任何有害污染物的排放，在自然状态下可很快降解，完全符合当前绿色、环保的趋势。
一种水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，包括以下步骤：
(A)制备交叉铺网纤网保护层
采用100％水溶性维纶纤维，将水溶性维纶纤维喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，采用交叉铺网设备进行梳理和交叉铺网，形成四层交叉铺叠纤网，再通过牵伸机多级别小倍数的牵伸，使交叉铺叠纤网中的部分纤维产生纵向移动，使得纵横向强力比接近1，同时调节纤网单位面积克重与厚度，交叉铺叠纤网匹配前后机台的速度，得到起支撑和保护作用的制备交叉铺网纤网保护层；
(B)制备平行铺网的纤网功能层
采用采用100％水溶性维纶纤维，将水溶性维纶纤维喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，原料落至称量斗中，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，后经过双道夫梳理设备进行梳理与平行铺网，同时输出两层纤网，得到具有双层结构的功能层；双层薄型纤网叠加的结构可以有效避免功能层纤网不匀情况的发生，其中，所述双层功能层中为纯的维纶纤维成网。
(C)水刺复合
将制备好的交叉铺网纤网保护层与平行铺网的纤网功能层上下重合铺叠，经五道水刺水刺头正反面反复穿刺缠结，其中正面三道水刺，反面两道水刺，制得水溶性维纶水刺非织造布；
(D)烘干
经水刺后的水溶性维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出；
(E)分切包装
在分切机上按照所需的规格进行分切并卷绕。
所述步骤(A)的工艺参数为：开松率为95％，棉箱压力500-800Pa，梳理机喂入速度0.10-0.80m/min，锡林速度900-1400m/min，工作辊速度80-120m/min，剥棉辊速度150-240m/min，道夫速度40-100m/min，凝聚罗拉速度25-70m/min，出网速度40-80m/min，铺网宽度2.8-3.5m，铺网层数2-4层，输出纤维网的不匀率3.0-6.0％。
所述步骤(B)的工艺参数为：开松率为95％，梳理机喂入速度0.10-0.40m/min，锡林速度700-1000m/min，工作辊速度50-90m/min，道夫速度30-80m/min，凝聚罗拉速度25-60m/min。
所述步骤(C)对于不同面密度的纤网选择适宜的水刺压力和生产速度，水刺压力设定先低后高，前面的水刺头主要使纤维缠结，后面水刺头对布面的外观质量和均匀性进行修补，所述水刺压力参数如下：主水刺头1#的压力为20-60bar，主水刺头2#的压力为40-90bar，主水刺头3#的压力为50-110bar，主水刺头4#的压力为70-115bar，主水刺头5#的压力为80-120bar，水刺机的生产速度为20-50m/min。
所述步骤(A)中的四层交铺网的克重为30-55g/m2。
所述步骤(B)中的两层平铺网的克重为15-25g/m2。
经过所述步骤(A)、(B)得到的水溶性维纶水刺非织造布的面密度为40-75g/m2。
所述步骤(E)的工艺参数为：卷绕速度为20-55m/min，烘干温度为120-160℃。
所述的水刺材料采用的水溶性维纶纤维的细度为1.33-1.70dtex，长度为38-51mm。
与现有技术的常见普通卫生护理材料相比，本发明的有益效果是：
1.本发明利用水溶性维纶的高吸水性和强伸性、良好的耐酸、耐碱、耐干热性能、可溶解于热水的特性，制成的水溶性维纶纤维水刺非织造布具有吸湿透气性好、强度高、化学稳定性好且能很快时间自然降解、沸水分解不残留的优点，本发明在生产过程中不产生任何有害污染物的排放，在自然状态下可很快降解，完全符合当前绿色、环保的趋势。可广泛应用于医用卫生材料、防护服、水溶性包装材料等领域。
2.本发明的双层功能层中为纯的维纶纤维成网，双层薄型纤网叠加的结构能够有效避免功能层纤网不匀情况的发生。采用交叉铺网结构，改变了纤维平行方式布局，有效改善了成网横向强力不足状况，通过水刺缠结加固后，确保了产品纵横断裂强力趋近，产品不宜变形、耐磨不结球、不起毛，适合衣着外穿，做防护服。
3.采用水刺法柔性工艺技术，保留了纤维的固有特性，不损伤纤维，同时具有柔软、透气、舒适贴肤的效果，且耐磨、不起球，适合人体穿着。生产过程无污染，属清洁生产。用后处理较为方便，在100℃沸水中煮20分钟，可完全分解为二氧化碳、水，无残留垃圾，属于绿色可持续发展产品。
附图说明
附图1为本发明的水溶性维纶纤维水刺非织造布的复合构图。
图中，1-平铺纤网，2-交铺纤网。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。应理解，这些实例仅用于说明发明而不用于限制本发明。此外，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定范围。
一种水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，采用100％的水溶性维纶纤维通过半交叉和平行铺网组合的铺网方式，采用水刺加固技术制成。经过第一道梳理机的纤维网再通过交叉铺网机的作用形成四层交铺纤网，具有抗摩擦、抗起毛的功能。经过第二道梳理机的纤维通过平行铺网得到平铺纤网，两道梳理机出来的纤维网重合叠加，经过水刺机加固制成上面四层功能层、下面两层保护层的六层复合结构。然后经过烘燥机烘干，再经卷绕、分切等工序制成所需规格的水溶性维纶非织造材料。具体步骤如下：
(A)制备交叉铺网纤网
保护层采用100％水溶性维纶纤维，由人工喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，原料落至称量斗中，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入常规的开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，开松率为95％，采用德国AUTEFA公司的交叉铺网设备进行梳理和交叉铺网，再通过牵伸机多级别小倍数的牵伸，使交叉铺叠纤网中的部分纤维产生纵向移动，使得纵横向强力比接近1，同时调节纤网单位面积克重与厚度，铺叠的纤网匹配前后机台的速度，得到起支撑和保护作用的保护层。
所述步骤(A)的工艺参数为：棉箱压力500-800Pa，梳理机喂入速度0.10-0.80m/min，锡林速度900-1400m/min，工作辊速度80-120m/min，剥棉辊速度150-240m/min，道夫速度40-100m/min，凝聚罗拉速度25-70m/min，出网速度40-80m/min，铺网宽度2.8-3.5m，铺网层数2-4层，输出纤维网的不匀率3.0-6.0％。
(B)制备平行铺网的纤网
功能层采用水溶性维纶纤维，由人工喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，原料落至称量斗中，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入常规的开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，开松率为95％，后经过双道夫梳理设备进行梳理与平行铺网，同时输出两层纤网，得到具有双层结构的功能层，双层薄型纤网叠加的结构可以有效避免功能层纤网不匀情况的发生，其中，所述双层功能层中为纯的维纶纤维成网。
所述步骤(B)的工艺参数为：开松率为95％，梳理机喂入速度0.10-0.40m/min，锡林速度700-1000m/min，工作辊速度50-90m/min，道夫速度35-80m/min，凝聚罗拉速度25-60m/min。
(C)水刺复合
将制备好的交叉成网的4层纤网与直铺成网的2层纤网上下重合铺叠，经5道水刺水刺头正反面反复穿刺缠结，其中正面3道水刺，反面2道水刺，制得水溶性维纶水刺非织造布。对于不同面密度的纤网应择适宜的水刺压力和生产速度，水刺压力的设定是先低后高，前面的水刺头主要使纤维缠结，后面水刺头对布面的外观质量和均匀性进行修补，本发明的水刺压力参数如下：主水刺头1#的压力为20-60bar，主水刺头2#的压力为40-90bar，主水刺头3#的压力为50-110bar，主水刺头4#的压力为70-115bar，主水刺头5#的压力为80-120bar，水刺机的生产速度为20-50m/min。
(D)烘干
经水刺后的水溶性维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出；
(E)分切包装
在分切机上按照所需的规格进行分切并卷绕，分切包装的工艺参数为：卷绕速度为20-55m/min，烘干温度为120-160℃。
所述步骤(A)、(B)中的交铺纤网和直铺纤网层所采用纤维的具体规格为：水溶性维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex；
所述步骤(A)中的4层交铺网的克重为30-55g/m2。
所述步骤(A)中的2层平铺网的克重为15-25g/m2。
所述步骤(A)、(B)得到的水溶性维纶水刺非织造布的面密度为40-75g/m2。
实施例1
一种上述维纶水刺非织造布4的制造方法，参照附图1，包括以下步骤：
(1)制备交叉铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，所得的纤维网的克重为25.3g/m2，将纤维原料依次由W1051A型开棉机开松、AUTEFA梳理机梳理和AUTEFA 500889交叉铺网机铺网得到4层的纤维网，输出的纤网送入牵伸机进行牵伸，其工艺参数：气压棉箱压力650Pa，梳理机喂入速度0.3m/min，锡林速度1000m/min，工作辊速度80m/min，剥棉辊速度140m/min，道夫速度80m/min，凝聚罗拉速度50m/min，出网速度55m/min，铺网宽度3.2m，铺网层数2层，输出纤维网的不匀率4.5％，牵伸机牵伸比2.4。
(2)制备平行铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，将纤维原料粗开松后，送入JWF1024多仓储棉箱铺放成堆，垂直抓取送入W1051A型开棉机内开松，所得开松率为95％，后经过W1204型梳理机梳理，经双道夫输出得到双层平铺纤网铺叠在交铺纤网的上面，该过程具体工艺参数：梳理机喂入速度0.1m/min，主锡林速度700m/min，工作辊速度50m/min，道夫速度80m/min，凝聚罗拉速度30m/min，出网速度35m/min，输出纤维网的不匀率3.3％。
(3)水刺复合：本发明采用郑州纺织机械有限公司W1573M-350型三辊筒式水刺机，将铺叠好的纤维网经水刺机5道水刺，正面水刺3次，反面水刺2次，制得湿态水溶性维纶纤维水刺非织造布，具体工艺参数：5道水刺头压力分别为40bar、60bar、75bar、95bar、105bar。
(4)烘干与分切包装：经水刺后的维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出，卷绕成卷，最终在分切机上进行分切并卷绕，具体工艺参数：卷绕速度为40m/min，烘箱的温度为140℃。
实施例2
一种上述维纶水刺非织造布4的制造方法，参照附图1，包括以下步骤：
(1)制备交叉铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，所得的纤维网的克重为25.3g/m2，将纤维原料依次由W1051A型开棉机开松、AUTEFA梳理机梳理和AUTEFA 500889交叉铺网机铺网得到4层的纤维网，输出的纤网送入牵伸机进行牵伸，其工艺参数：气压棉箱压力500Pa，梳理机喂入速度0.2m/min，锡林速度800m/min，工作辊速度100m/min，剥棉辊速度180m/min，道夫速度60m/min，凝聚罗拉速度30m/min，出网速度40m/min，铺网宽度3.4m，铺网层数2层，输出纤维网的不匀率3％，牵伸机牵伸比2.2。
(2)制备平行铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，将纤维原料粗开松后，送入JWF1024多仓储棉箱铺放成堆，垂直抓取送入W1051A型开棉机内开松，所得开松率为95％，后经过W1204型梳理机梳理，经双道夫输出得到双层平铺纤网铺叠在交铺纤网的上面，该过程具体工艺参数：梳理机喂入速度0.2m/min，主锡林速度800m/min，工作辊速度70m/min，道夫速度65m/min，凝聚罗拉速度25m/min，出网速度28m/min，输出纤维网的不匀率3.3％。
(3)水刺复合：本发明采用郑州纺织机械有限公司W1573M-350型三辊筒式水刺机，将铺叠好的纤维网经水刺机5道水刺，正面水刺3次，反面水刺2次，制得湿态水溶性维纶纤维水刺非织造布，具体工艺参数：5道水刺头压力分别为20bar、40bar、50bar、80bar、90bar。
(4)烘干与分切包装：经水刺后的维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出，卷绕成卷，最终在分切机上进行分切并卷绕，具体工艺参数：卷绕速度为30m/min，烘箱的温度为120℃。
实施例3
一种上述维纶水刺非织造布4的制造方法，参照附图1，包括以下步骤：
(1)制备交叉铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，所得的纤维网的克重为25.3g/m2，将纤维原料依次由W1051A型开棉机开松、AUTEFA梳理机梳理和AUTEFA 500889交叉铺网机铺网得到4层的纤维网，输出的纤网送入牵伸机进行牵伸，其工艺参数：气压棉箱压力800Pa，梳理机喂入速度0.8m/min，锡林速度1400m/min，工作辊速度120m/min，剥棉辊速度240m/min，道夫速度100m/min，凝聚罗拉速度70m/min，出网速度80m/min，铺网宽度3.5m，铺网层数4层，输出纤维网的不匀率6％，牵伸机牵伸比2.6。
(2)制备平行铺网的纤网：采用100％水溶性维纶纤维，维纶纤维的平均长度38mm，平均细度为1.67dtex，将纤维原料粗开松后，送入JWF1024多仓储棉箱铺放成堆，垂直抓取送入W1051A型开棉机内开松，所得开松率为95％，后经过W1204型梳理机梳理，经双道夫输出得到双层平铺纤网铺叠在交铺纤网的上面，该过程具体工艺参数：梳理机喂入速度0.4m/min，主锡林速度1000m/min，工作辊速度90m/min，道夫速度80m/min，凝聚罗拉速度45m/min，出网速度50m/min，输出纤维网的不匀率3.3％。
(3)水刺复合：本发明采用郑州纺织机械有限公司W1573M-350型三辊筒式水刺机，将铺叠好的纤维网经水刺机5道水刺，正面水刺3次，反面水刺2次，制得湿态水溶性维纶纤维水刺非织造布，具体工艺参数：5道水刺头压力分别为30bar、60bar、80bar、100bar、120bar。
(4)烘干与分切包装：经水刺后的维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出，卷绕成卷，最终在分切机上进行分切并卷绕，具体工艺参数：卷绕速度为55m/min，烘箱的温度为160℃。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)制备交叉铺网纤网保护层
采用100％水溶性维纶纤维，将水溶性维纶纤维喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，采用交叉铺网设备进行梳理和交叉铺网，形成四层交叉铺叠纤网，再通过牵伸机多级别小倍数的牵伸，使交叉铺叠纤网中的部分纤维产生纵向移动，使得纵横向强力比接近1，同时调节纤网单位面积平方米重量与厚度，交叉铺叠纤网匹配前后机台的速度，得到起支撑和保护作用的制备交叉铺网纤网保护层；
(B)制备平行铺网的纤网功能层
采用100％水溶性维纶纤维，将水溶性维纶纤维喂入喂棉称量机，对原料进行粗开松后，原料落至称量斗中，由前方机台根据工艺需求设定配比及控制称量斗落料，送至大仓混棉箱，垂直抓取送入开棉机与凝棉器内开松混合到均匀，后经过双道夫梳理设备进行梳理与平行铺网，同时输出两层纤网，得到具有双层结构的功能层；
(C)水刺复合
将制备好的交叉铺网纤网保护层与平行铺网的纤网功能层上下重合铺叠，经五道水刺机水刺头正反面反复穿刺缠结，其中正面三道水刺，反面两道水刺，制得水溶性维纶水刺非织造布；
(D)烘干
经水刺后的水溶性维纶水刺非织造布经过圆网热风穿透式烘干机，快速的将残留在无纺布材料中的水分排出；
(E)分切包装
在分切机上按照所需的规格进行分切并卷绕；
所述步骤(A)的工艺参数为：开松率为95％，棉箱压力500-800Pa，梳理机喂入速度0.10-0.80m/min，锡林速度900-1400m/min，工作辊速度80-120m/min，剥棉辊速度150-240m/min，道夫速度40-100m/min，凝聚罗拉速度25-70m/min，出网速度40-80m/min，铺网宽度2.8-3.5m，铺网层数2-4层，输出纤维网的不匀率3.0-6.0％；
所述步骤(B)的工艺参数为：开松率为95％，梳理机喂入速度0.10-0.40m/min，锡林速度700-1000m/min，工作辊速度50-100m/min，道夫速度35-80m/min，凝聚罗拉速度25-60m/min；
所述步骤(C)对于不同面密度的纤网选择适宜的水刺压力和生产速度，水刺压力设定先低后高，前面的水刺头主要使纤维缠结，后面水刺头对布面的外观质量和均匀性进行修补，所述水刺压力参数如下：主水刺头1#的压力为20-60bar，主水刺头2#的压力为40-90bar，主水刺头3#的压力为50-110bar，主水刺头4#的压力为70-115bar，主水刺头5#的压力为80-110bar，水刺机的生产速度为20-50m/min；
所述步骤(A)中的四层交铺网的克重为25-55g/m2；
所述步骤(B)中的两层平铺网的克重为15-25g/m2；
经过所述步骤(A)、(B)得到的水溶性维纶水刺非织造布的面密度为40-75g/m2。
2.如权利要求1所述的水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，其特征在于，所述步骤(E)的工艺参数为：卷绕速度为20-55m/min，烘干温度为120-160℃。
3.如权利要求1所述的水溶性维纶纤维水刺非织造布的制备方法，其特征在于，所述的水刺材料采用的水溶性维纶纤维的细度为1.33-1.70dtex，长度为38-51mm。
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