CN111920586B - 高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用,涉及一次性卫生用品技术领域。本发明提供的一种高强型复合芯体及其制备方法,通过PP/PE双组份长丝纤维与高强型复合纤网的复合、高卷曲度C型粗旦亲水PTT纤维的原料选用、高吸水树脂与木浆纤维的合理搭配共同使用,以及先热加固后喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料的加工方式,并通过加工工艺参数的创新设计,使得所制备的高强型复合芯体具有良好的强韧性、耐老化性、透气性、透湿性和舒适性,且具有扩散长度长,不含热熔胶、对SAP利用率高,吸收能力好的技术效果,较现有复合芯体可进一步降低对SAP的使用量,应用于婴儿纸尿裤的制备可避免在婴儿尿液量大或运动量大出现断层现象。
Description
技术领域
本发明涉及一次性卫生用品技术领域,特别涉及一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用。
背景技术
纸尿裤主要由表层无纺布、中间复合芯体吸收层和底层防渗膜三部分组成,其中,复合芯体作为纸尿裤最重要的吸收功能结构,其制备方法的好坏很大程度上影响纸尿裤的综合使用性能。
现有复合吸收芯体的制备方法通常包括以下几种:
专利CN201911180880.4涉及复合芯体材料制备技术领域,包括热熔粗旦纤维网、热熔细旦纤维网,所述的热熔粗旦纤维网的下方设有热熔细旦纤维网;所述的热熔粗旦纤维网包括第一亲水ES纤维及第一高吸水树脂,第一高吸水树脂呈粒状均匀分布在第一亲水ES纤维之间;所述的热熔细旦纤维网包括纤维素纤维、热熔纤维及第二高吸水树脂,第二高吸水树脂呈粒状均匀分布在纤维素纤维与热熔纤维的混合物之中。该专利并未说明高吸水树脂是如何喷洒的,如果直接在纤网上喷洒且纤网没有固定时,高吸水树脂非常容易掉落在底部的输送帘上,因而缺乏适用性。
专利CN201910493256.3公开了一种复合芯体及使用该复合芯体的纸尿裤、生产工艺,复合芯体包括芯层和芯体外层,芯层包括吸收层、支撑中层以及用于固定支撑中层的固定部,支撑中层为蓬松的ES纤维网,固定部设置于支撑中层外侧,吸收层固定于固定部上且夹设于固定部与支撑中层之间,支撑中层蓬松时的厚度为1.5-2.5mm;所述吸收层由重量份数为8-13份的聚丙烯酸钠树脂以及沸石粉组成。该发明虽然采用沸石粉增加功能性,吸收异味,但是多层之间的复合仍然采用了热熔胶,由于热熔胶将高吸水树脂表面包住,大大降低了其吸收力,因而仍然属于普通的复合芯体生产技术。
专利CN201911152145.2公开一种无胶针刺吸收芯体方法及制备,该设备包括依次连接的开松机、第一真空给棉机、第一梳理机、第一铺网机、撒粉机、倒刺机、第二铺网机、撒粉机、正刺机,干燥箱、复合机和收卷机,还包括连接开松机的第二真空给棉机,第二真空给棉机连接第二梳理机,第二梳棉机连接第二铺网机。该发明在多层纤网复合时虽然没有使用热熔胶,然而采用针刺复合的纤维属于机械缠结,纤维与纤维之间依靠摩擦力而固定,由于复合芯体在使用时要分切成宽度为10cm左右的窄条,经针刺复合后窄条芯体收到拉伸时非常容易变形,不适合纸尿裤生产线的高速生产。
在实现本发明的过程中,发明人发现相关技术至少存在以下问题:
现有纸尿裤所使用的复合吸收芯体通常是表层、高吸水树脂层、中间蓬松布、高吸水树脂层和底层五层结构组成,五层之间通过热熔胶复合固定在一起,存在吸收性差、对高吸水树脂利用率低进而导致其使用量大、扩散性不好等问题,尤其是当婴儿尿液量较大或者活动量较大时,纸尿裤产品在使用过程中反渗大,容易因产品强韧性较差而发生纤维断裂,且因高吸水树脂使用量大而不舒适,易产生侧漏等质量事故,复合吸收芯体使用大量热熔胶、对高吸水树脂利用不高、耐老化性能差、透气透湿性不好、工艺较为复杂,因此开发强力高、货架期长、吸收性能好、反渗低的纸尿裤复合芯体非常重要。
发明内容
针对相关技术存在的上述问题,本发明提供了一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用,用以解决现有技术存在的技术问题。本发明的技术方案如下:
根据本发明实施例的第一个方面,提供一种高强型复合芯体的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
1)将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照1:1的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网;
2)通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为3.5-7.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的3-5倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为20-38º;
3)将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.13-2.5mm,所述高强型复合纤网的克重为100-250g/m2,孔隙率为90-98.8%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为100-110℃,中间段温度为120-130℃,出口段温度为110-120℃;
4)采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为4000-5500mm/s,喷洒量为250-350g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm;
5)将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为2.6-7.3mm;
6)将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为预设宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
可选的,所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为20-40目和100-120目的两种高吸水树脂,选用长度为0.7-1mm、宽度为12.7-18.8μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照20-30:40-50:15-25的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速为35-50r/min,共混时间为20-30min。
可选的,所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为4-8,功率为1.5KW,振动频率为28-40Hz,振幅为3-6mm。
可选的,所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为8-10D,长度为50-52mm,卷曲数为580-590个/m。
可选的,所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1044-1062个/m。
可选的,所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为20-40g/m2,为拒水型。
可选的,
所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:
选用熔融指数为20-30的PP切片与熔融指数为20-25的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为4850-5960 m/min,侧吹风温度为20-23℃,冷却风压为620-740Pa,冷却风速为1.41-1.67 m/s,牵伸倍数为2.1-2.8,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为1.2-2.2D,克重为8-20g/m2。
可选的,所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0.5-0. 7 cm,所述上辊的加热温度为190-210℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
根据本发明实施例的第二个方面,提供一种高强型复合芯体,其特征在于,所述高强型复合芯体由上述任意所述高强型复合芯体的制备方法得到。
根据本发明实施例的第三个方面,提供一种如上所述高强型复合芯体的应用,所述高强型复合芯体应用于婴儿纸尿裤的制备中。
与现有技术相比,本发明提供的一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用具有以下优点:
1)强韧性高,不容易断层。本发明的高强型复合芯体的上层材料为PP/PE双组份长丝纤维,下层材料为粗旦ES纤维与PTT纤维,两种纤维长度均大于50mm,纤网之间通过热固结为一体,所使用的纤维长度长,纤维截面直径高,赋予所制备的复合芯体更好的强韧性能,即使婴儿尿液量大以及活动量大时也不容易发生断层,更适合大婴童或在运动时穿用。
2)不需要对高吸水树脂加热。现有复合芯体使用的超吸水树脂(SAP)均为聚丙烯酸类高吸水性树脂,虽然加热小于150℃时不会影响其吸收力,但对其耐久使用性能和老化程度有一定影响,一般纸尿裤的保质期为3年,在3年的时间内,受热后的SAP更易发生老化而导致吸收能力下降,导致纸尿裤的使用寿命降低。本发明提供的高强型复合芯体,首先通过纤维间的加热粘合方式制备倒Z字型连续纤网,在倒Z字型连续纤网的多孔隙结构形成并固定后再喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,使其分散于纤维之间的孔隙中,其物理机械性能没有受到任何损伤,因而吸收力好,耐老化能力强,产品使用寿命更长。
3)吸收量大、舒适性好。本发明提供的高强型复合芯体表面为PP/PE双组份长丝薄网,触感柔软,同时蓬松型纤网由C型高卷曲PTT纤维和ES纤维混合成的直立纤网构成,倒Z字型排列纤维层的间隙为3.5-7.5mm,更加蓬松和透气,芯体的厚度更大、纤维间孔隙更多,可以容纳更多的高吸水树脂,用于纸尿裤中不憋闷,透气和透湿好,与其他纸尿裤相比,相同克重的条件下吸收量更大,舒适性更好,更适合闷热夏天使用。
4)扩散性好。现有纸尿裤中的复合芯体中仅含有高吸水树脂,不含热合导流扩散性介质,而SAP在吸水溶胀后极易团聚,当尿液量较大时,由于复合芯体中心部位SAP吸水溶胀后产生堵塞,导致液体无法传导至位于复合芯体两端的SAP,扩散性差,导致纸尿裤特别容易产生侧漏,此外整个芯体中的SAP没有完全被利用。本发明提供的高强复合芯体,将阔叶木浆纤维和SAP共混作为吸收材料,通过木浆纤维传递液体,使得SAP吸水后不易团聚,扩散长度大,位于芯体中两端的SAP也能被充分利用。
5)不含热熔胶。现有纸尿裤用复合芯体的五层结构是通过层与层之间喷洒热熔胶后复合在一起,由于热熔胶将超吸水树脂(SAP)包裹住,导致其吸收能力下降,本发明提供的高强复合芯体,通过高强型复合纤网的多孔隙结构以及粗旦C型截面PTT高卷曲纤维容纳超吸水树脂,再加上SAP为摆动式多层喷洒,使每层SAP之间都有纤维孔隙存在,进而为SAP提供更多且良好的吸水溶胀空间,最终提高SAP的利用率。综上所述,本发明提供的一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用,通过PE/PP双组份长丝纤维与高强型复合纤网的复合、高卷曲度C型粗旦亲水PTT纤维的原料选用、高吸水树脂与木浆纤维的合理搭配共同使用,以及先热加固后喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料的加工方式,并通过加工工艺参数的创新设计,使得所制备的高强型复合芯体具有良好的强韧性、耐老化性、透气性、透湿性和舒适性,且具有扩散长度长,不含热熔胶、对SAP利用率高,吸收能力好的技术效果,较现有复合芯体可进一步降低对SAP的使用量,其应用于婴儿纸尿裤的制备可避免在婴儿尿液量大或运动量大出现断层现象。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并于说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的高强型复合芯体的制备方法的方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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是根据一示例性实施例示出的高强型复合芯体的制备方法的方法流程图,如图1所示,该高强型复合芯体的制备方法包括:
步骤(1):将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照1:1的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网。
可选的,所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为8-10D,长度为50-52mm,卷曲数为580-590个/m。
可选的,所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1044-1062个/m。
步骤(2):通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为3.5-7.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的3-5倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为20-38º。
步骤(3):将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.13-2.5mm,所述高强型复合纤网的克重为100-250g/m2,孔隙率为90-98.8%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为100-110℃,中间段温度为120-130℃,出口段温度为110-120℃。
可选的,所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为20-40g/m2,为拒水型。
步骤(4):采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为4000-5500mm/s,喷洒量为250-350g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm。
通过所述高强型复合纤网生产速度和摆动式喷洒装置摆动速度的合理调控,可以使高吸水树脂/木浆混合粉料以单层或多层的方式喷洒在所述高强型纤网上。
可选的,所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为20-40目和100-120目的两种高吸水树脂,选用长度为0.7-1mm、宽度为12.7-18.8μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照20-30:40-50:15-25的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速为35-50r/min,共混时间为20-30min。
步骤(5):将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为2.6-7.3mm。
可选的,所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:
选用熔融指数为20-30的PP切片与熔融指数为20-25的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为4850-5960 m/min,侧吹风温度为20-23℃,冷却风压为620-740Pa,冷却风速为1.41-1.67 m/s,牵伸倍数为2.1-2.8,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为1.2-2.2D,克重为8-20g/m2。
可选的,所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为4-8,功率为1.5KW,振动频率为28-40Hz,振幅为3-6mm。
输送长帘的振动是通过电动机驱动偏心机构产生激振力,经由传动装置带动输送长帘而产生。经过输送长帘的上下往复振动后,高吸水树脂/木浆混合粉料均匀分散在高强型复合纤网内部众多的孔隙中。
步骤(6):将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为预设宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
可选的,所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0.5-0. 7 cm,所述上辊的加热温度为190-210℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
为了更好地说明本发明提供的高强型复合芯体及其制备方法和应用所带来的有益效果,示出下述实施例1-3进行说明:
实施例1
步骤(1):将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照1:1的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网。
所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为8D,长度为50mm,卷曲数为580个/m。
所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1044个/m。
步骤(2):通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为3.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的3倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为20º。
步骤(3):将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.13-1.2mm,所述高强型复合纤网的克重为100g/m2,孔隙率为90-93.5%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为100℃,中间段温度为120℃,出口段温度为110℃。
所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为20g/m2,为拒水型。
步骤(4):采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为4000mm/s,喷洒量为250g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm。
所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为20目和100目的两种高吸水树脂,选用长度为0.7mm、宽度为12.7μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照20:40:15的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速为35r/min,共混时间为20min。
步骤(5):将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为2.6mm。
可选的,所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:
选用熔融指数为20-25的PP切片与熔融指数为20-22的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重358g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为4850 m/min,侧吹风温度为20℃,冷却风压为620Pa,冷却风速为1.41 m/s,牵伸倍数为2.1,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为1.2D,克重为8g/m2。
所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为4,功率为1.5KW,振动频率为28Hz,振幅为3mm。
输送长帘的振动是通过电动机驱动偏心机构产生激振力,经由传动装置带动输送长帘而产生。经过输送长帘的上下往复振动后,高吸水树脂/木浆混合粉料均匀分散在高强型复合纤网内部众多的孔隙中。
步骤(6):将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为10cm的宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0.5cm,所述上辊的加热温度为190℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
实施例2
步骤(1):将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照40:60的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网。
所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为9D,长度为51mm,卷曲数为590个/m。
所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1062个/m。
步骤(2):通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为5.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的4倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为30º。
步骤(3):将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.15-1.5mm,所述高强型复合纤网的克重为200g/m2,孔隙率为90.8-95.6%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为105℃,中间段温度为125℃,出口段温度为115℃。
所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为30g/m2,为拒水型。
步骤(4):采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为4800mm/s,喷洒量为300g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm。
通过所述高强型复合纤网生产速度和摆动式喷洒装置摆动速度的合理调控,可以使高吸水树脂/木浆混合粉料以单层或多层的方式喷洒在所述高强型纤网上。
所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为30目和110目的两种高吸水树脂,选用长度为0.85mm、宽度为15.6μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照30:50:20的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速:40r/min,共混时间为25min。
步骤(5):将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重512g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为4.5mm。
可选的,所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重512g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:
选用熔融指数为22-28的PP切片与熔融指数为22-25的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重512g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为5120m/min,侧吹风温度为21℃,冷却风压为680Pa,冷却风速为1.52 m/s,牵伸倍数为2.5,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为2.2D,克重为12g/m2。
所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为6,功率为1.5KW,振动频率为32Hz,振幅为4.5mm。
输送长帘的振动是通过电动机驱动偏心机构产生激振力,经由传动装置带动输送长帘而产生。经过输送长帘的上下往复振动后,高吸水树脂/木浆混合粉料均匀分散在高强型复合纤网内部众多的孔隙中。
步骤(6):将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为10cm宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0.6 cm,所述上辊的加热温度为200℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
实施例3
步骤(1):将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照1:1的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网。
所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为9D,长度为52mm,卷曲数为590个/m。
所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1062个/m。
步骤(2):通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为7.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的5倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为38º。
步骤(3):将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.17-2.5mm,所述高强型复合纤网的克重为250g/m2,孔隙率为96.3-98.8%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为110℃,中间段温度为130℃,出口段温度为120℃。
所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为40g/m2,为拒水型。
步骤(4):采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为5500mm/s,喷洒量为350g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm。
通过所述高强型复合纤网生产速度和摆动式喷洒装置摆动速度的合理调控,可以使高吸水树脂/木浆混合粉料以单层或多层的方式喷洒在所述高强型纤网上。
所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为40目和120目的两种高吸水树脂,选用长度为1mm、宽度为18.8μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照25:45:25的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速为50r/min,共混时间为30min。
步骤(5):将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重620g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为7.3mm。
可选的,所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重620g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:
选用熔融指数为25-30的PP切片与熔融指数为22-25的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重620g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为5960 m/min,侧吹风温度为23℃,冷却风压为740Pa,冷却风速为1.67 m/s,牵伸倍数为2.8,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为2.2D,克重为20g/m2。
所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为8,功率为1.5KW,振动频率为40Hz,振幅为6mm。
输送长帘的振动是通过电动机驱动偏心机构产生激振力,经由传动装置带动输送长帘而产生。经过输送长帘的上下往复振动后,高吸水树脂/木浆混合粉料均匀分散在高强型复合纤网内部众多的孔隙中。
步骤(6):将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为15cm宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0. 7 cm,所述上辊的加热温度为210℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
对上述实施例1-3制备得到的各个高强型复合芯体进行厚度、回渗量、饱和吸收量、透气性和蓬松性能的相关测试,并与现有复合芯体测试性能数据进行对比,得到的各项性能测试参考数据如表一所示。
其中,(1)厚度测试采用YG(B)141D型数字式织物厚度仪厚度,测试方法依据GB/T3820-1997标准执行。
(2)扩散长度和回渗量的测试方法包括:用量筒量取浓度为0.9%生理盐水测试溶液,倒入漏斗中,漏斗下口朝向操作者,迅速打开漏斗节门至最大,使液体自由地流到高强型复合芯体试样表面,并开始计时,5min时再次注入相同同量测试液,9min时用钢直尺量取液体在芯体内的扩散长度,10min时迅速将已知重量M1的φl00mm滤纸放在高强型复合芯体试样表面,同时将1.2kg压块压在滤纸上,1min后将压块移去,称量高强型复合芯体试样表面滤纸M2;
其中,扩散长度等于两次灌液后液体长度的最大值和最小值的平均值;M(回渗量)=M2(滤纸吸液后的质量)-M1(滤纸吸液前的质量)。
(3)饱和吸收量的测试方法包括:提前测得尼龙袋的湿重A,甩干后的重量B;裁取0.5m长的高强型复合芯体称重记录,记录为C;将高强型复合芯体装入尼龙袋中后完全浸入浓度为0.9%的生理盐水中,浸泡30分钟;浸泡完毕后挂置沥水架上10分钟;10分钟后,称取高强型复合芯体和尼龙袋整体的重量,记录为D,该高强型复合芯体的饱和吸收量=D-A-C。
(4)透气性测试采用YG461D数字式织物透气量仪,测试方法依据GB/T5453-1997标准执行。
(5)蓬松性测试采用FZ/T 64003-2001《喷胶棉絮片》中纤维制品蓬松度测试方法。
(6)强度测试采用YG026H-50电子织物强力机,测试方法依据GB/T453-2002标准执行。
表一
通过表一示出的各项性能数据对比可知,相较于常规复合芯体,本发明实施例1-3提供的高强型复合芯体在在强度、扩散长度、回渗量、蓬松性、饱和吸收量和回渗量方面的测试数据更佳,此外,本发明制备的高强型复合芯体在强度上具有较高的测试数值,显示出在使用过程中不会出现断层的现象。因此,本发明制备的高强型复合芯体在具有良好扩散性、吸收性和透气性的同时,强度更高,回渗量低,且由于蓬松性较好,纤维之间孔隙多,高吸水树脂具有更好的孔隙产生溶胀,对高吸水树脂利用率更高。在相同平方米克重的条件下,本发明提供的高强型复合芯体强力高,即使婴儿在尿液量大或运动量大时穿用也不会出现断层,此外还采用更少的高吸水树脂,节约了生产成本,同时在生产过程中高吸水树脂不受热,其物理机械性能不会受到任何损伤,耐老化性能更好,进而延长复合芯体的储存性能,上述性能对于一次性卫生用品非常重要,也是目前现有的复合芯体所不具备的功能。
综上所述,本发明提供的一种高强型复合芯体及其制备方法和在婴儿纸尿裤中的应用,通过PP/PE双组份长丝纤维与高强型复合纤网的复合、高卷曲度C型粗旦亲水PTT纤维的原料选用、高吸水树脂与木浆纤维的合理搭配共同使用,以及先热加固后喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料的加工方式,并通过加工工艺参数的创新设计,使得所制备的高强型复合芯体具有良好的强韧性、耐老化性、透气性、透湿性和舒适性,且具有扩散长度长,不含热熔胶、对SAP利用率高,吸收能力好的技术效果,较现有复合芯体可进一步降低对SAP的使用量,应用于婴儿纸尿裤的制备可避免在婴儿尿液量大或运动量大出现断层现象。
虽然,前文已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明做了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之进行修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。
Claims (9)
1.一种高强型复合芯体的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
1)将ES纤维和异形截面高卷曲纤维按照1:1的重量比分别经两台开包机进行喂入,经过开松混合、气流喂棉、梳理、道夫剥网工序形成水平纤网,再将所述水平纤网经过导棉罗拉和喂棉板喂入直立铺网机后,由摇棉杆将所述水平纤网沿垂直方向周期性上下摆动折叠为倒Z字型连续纤网;
2)通过排棉辊的移动和挤压将所述倒Z字型连续纤网的折叠层间隙调整为3.5-7.5mm,且所述倒Z字型连续纤网折叠层沿垂直向的纤网长度是沿水平向的纤网长度的3-5倍,所述倒Z字型连续纤网折叠层相邻两纤网之间的夹角为20-38º;
3)将所述倒Z字型连续纤网铺放于底层无纺布上后,共同送入烘箱进行热粘合加固得到高强型复合纤网,所述高强型复合纤网的纤维间孔隙分布范围为0.13-2.5mm,所述高强型复合纤网的克重为100-250g/m2,孔隙率为90-98.8%,热粘合加固工序采用的工作参数包括:预烘温度为100-110℃,中间段温度为120-130℃,出口段温度为110-120℃;
4)采用摆动式喷洒装置在所述高强型复合纤网上喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料,所述摆动式喷洒装置的摆动速度为4000-5500mm/s,喷洒量为250-350g/m2,所述摆动式喷洒装置与所述高强型复合纤网的高度为15cm;
5)将喷洒高吸水树脂/木浆混合粉料后的所述高强型复合纤网经由振动长帘输送至PP/PE双组份长丝纤维成形区,在所述PP/PE双组份长丝纤维成形区中将PP/PE双组份长丝纤维直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网,所述高强型复合芯体纤维网的厚度为2.6-7.3mm;所述将PP/PE双组份长丝纤网直接成形于所述高强型复合纤网表面,形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网的步骤,包括:选用熔融指数为20-30的PP切片与熔融指数为20-25的PE切片分别经各自的上料、螺杆挤压机挤压、计量泵计量、过滤以及熔体分配系统分配处理得到PP熔体和PE熔体后,使所述PP熔体与所述PE熔体在喷丝板出口处经复合、纺丝、冷却牵伸形成PP/PE双组份长丝纤维,再将所述PP/PE双组份长丝纤维直接落于所述高强型复合纤网表面共同形成克重358-620g/m2的高强型复合芯体纤维网;所述PP/PE双组份长丝纤维为皮芯型,PP组分为芯层,PE组分为皮层,所述 PP/PE双组份长丝纤维成形工序采用的工作参数包括:纺丝速度为4850-5960 m/min,侧吹风温度为20-23℃,冷却风压为620-740Pa,冷却风速为1.41-1.67 m/s,牵伸倍数为2.1-2.8,所述PP/PE双组份长丝纤维在所述高强型复合纤网表面所形成PP/PE双组份长丝纤网的线密度为1.2-2.2D,克重为8-20g/m2;
6)将所述高强型复合芯体纤维网输送至热轧机进行热轧加固并冷却后,送入分切机切割为预设宽度尺寸,经卷绕后得到高强型复合芯体成品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高吸水树脂/木浆混合粉料的制备方法包括:
选用粒径为20-40目和100-120目的两种高吸水树脂,选用长度为0.7-1mm、宽度为12.7-18.8μm的阔叶木浆纤维,将所述两种高吸水树脂和所述阔叶木浆纤维分别按照20-30:40-50:15-25的重量比例送入旋转式混料机进行共混,得到所述高吸水树脂/木浆混合粉料,共混工序采用的工作参数包括:所述旋转式混料机的转速为35-50r/min,共混时间为20-30min。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述振动长帘为上、下往复振动式网帘,所述振动长帘的振动强度为4-8,功率为1.5KW,振动频率为28-40Hz,振幅为3-6mm。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述ES纤维为亲水型PE/PP纤维,所述ES纤维的纤维细度为8-10D,长度为50-52mm,卷曲数为580-590个/m。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述异形截面高卷曲纤维为截面C型的亲水PTT纤维,所述异形截面高卷曲纤维的纤维细度为20D,长度为64mm,卷曲数为1044-1062个/m。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的底层无纺布为PE/PP双组份纺粘无纺布,克重为20-40g/m2,为拒水型。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热轧机为双辊轧机,且上辊和下辊均为光辊,所述上辊与所述下辊的间距为0.5-0. 7 cm,所述上辊的加热温度为190-210℃,所述下辊的温度为0,热轧加固时所述PP/PE双组份长丝纤维中PE组分熔化而将周围的纤维粘合固结,使得所述PP/PE双组份长丝纤维所形成的PP/PE双组份长丝纤网与所述高强型复合纤网粘合为一体得到高强型复合芯体纤维网。
8.一种高强型复合芯体,其特征在于,所述高强型复合芯体由权利要求1-7任一所述高强型复合芯体的制备方法得到。
9.一种如权利要求8所述高强型复合芯体的应用,所述高强型复合芯体应用于婴儿纸尿裤的制备中。
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