CN112323485B - 一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：S1：原料开松；S2：梳理成网；S3：水刺加固；S4：水果染处理；S5：水分烘干；S6：卷取成品。该发明解决了水刺无纺布色彩单调或传统方法需依靠使用化学助剂和化工上浆染料配液进行染色处理的问题，避免了在传统上浆印染过程中产生的致癌物质与因印染作业对环境造成的严重污染和破坏，而且连续在线生产有效提高了水刺无纺布的加工效率，无需二次烘干过程，降低了能源消耗等生产成本，使得水刺无纺布保持原有柔软性的同时，更加安全、健康、环保。

Description

一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺

技术领域

本发明涉及无纺布生产技术领域，具体为一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺。

背景技术

水刺无纺布是以天然纤维、高分子纤维为原料，通过对其开松、混合、梳理、铺网形成一定厚度的纤网层，再喷射多股高压微细水射流至纤网层，水射流穿过纤网层后受到网帘的反弹，再次穿插纤网层。纤网层中的纤维在不同方向高压水射流的作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得以加固而具备一定强度，最后经过后道浸渍或表面涂层等处理形成的非织造材料。

近年来，水刺非织造布技术发展迅速，具有生产工艺流程简单、产品外观和性能接近传统纺织产品、具有可上染性好等优点。以粘胶纤维、棉纤维、莱赛尔纤维等纤维素纤维为原料生产的水刺产品具有优异的湿态强力、柔软性、亲肤性、可降解性，越来越受到广大消费者的青睐，与此同时对其功能方面的要求也越来越高。伴随着近年来各国环保政策的不断加强，纤维素类水刺产品凭借着在可冲散性能和生物降解性能方面的优势将在未来拥有更加广阔的发展空间。

传统的水刺无纺布后整理方式，通常为离线加工处理，而且为保证染色效果，一般速度较慢，同现在高速生产线不相匹配；生产效率低，浸渍后无纺布需要经过很长一段烘干处理，对生产车间场地要求较大，且原料、能源消耗较大，不符合行业节能减排的趋势。如专利CN201710569942.5一种天然水果染有色纸巾的生产方法，涉及制浆造纸领域，将天然染汁色浆和纸料混合后获得有色纸料混合浆，对有色纸料混合浆进行烘干、洗涤或蒸煮去掉纸浆上的浮色、再进行洗涤或蒸煮，这种造纸工艺对环境的污染有水污染、大气污染和固体废弃物污染，一般污染不能避免，不利于环境保护。专利CN201810556908.9一种利用水果天然染料进行成衣染色的生产方法，用水果染色工艺替代传统化学染料染色的成衣染色方法，虽可提高天然染料成衣染色产品品质，实质上仍为传统印染，还要经过成衣染色后先脱水烘干再进行水洗、再进行第二次脱水烘干的技术处理，增加了能耗，这种工艺并不利于节能减排。目前，水刺无纺布的生产加工因产品色彩单调，仅依靠使用化学助剂和化工染料浆液进行处理，不利于国家倡导的节能环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，以解决上述背景技术中出现的水刺无纺布色彩单调或需依靠使用化学助剂和化工染料浆液进行处理，以及在印染过程中产生的致癌物质与因印染对环境造成的严重污染和破坏，而且生产过程产生的蒸汽对环境和作业人员都会造成一定影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：

S1：原料开松：将纤维原料包装打开后喂入开包机，人工挑拣喂入保证无明显异纤、杂质，原料由输送长帘经过卧式开松机粗开松后通过风机管道输入大仓，然后再经过精开松机进行精开松、金属检测系统排除金属杂质后，储存在中转棉箱内以备下道工序使用；

S2：梳理成网：通过风机管道进入气压棉箱内的纤维，采用计量称重帘的方式喂入梳理机，通过梳理机对纤维进行梳理。其中主锡林速度650～1200m/min、工作辊速度35～120m/min、剥取辊速度70～240m/min；

S3：水刺加固：水刺头5～7个，利用高压水针对纤维网进行反弹穿刺，使纤维缠结形成无纺布；

S4：水果染处理：使用喷洒或浸渍的方式处理，将混合液体(染料)均匀喷洒或浸渍至水刺无纺布的表面；选取色素含量高的水果，所述色素含量高的水果包括杨梅、桃子、酸果蔓、蓝莓、黑加仑等，经果实清洗、去核打浆、榨汁、杀菌、超滤、萃取、灌装等加工过程得到天然果汁原液，通过萃取其中的任意一种或其组合物获得天然染液。其中水果染液为新鲜浓缩果汁与纯水调配比例为1:20～1:40；

S5：水分烘干：将经过步骤S4水果染处理后的无纺布，送入烘干机在100～145℃的温度下烘干，烘干机为分段控温，烘干后的成品回潮率在6％～9％之间；

S6：卷取成品：将经过步骤S5烘干后的成品进行卷取，实现连续在线生产。

优选的，所述步骤S1中的金属检测系统为管道式，将原料中探测到的金属细小杂质排出到输棉管道外面的收集袋内。

优选的，所述步骤S2中的喂棉箱为气压均匀棉箱，配备纤维输出到连续称重系统，横向profiling系统可调节给棉均匀度；所述梳理机为两台，均带高速杂乱辊结构。

优选的，所述梳理环境控制在温度为20℃～30℃，相对湿度为55％～75％。

优选的，所述步骤S4中的喷洒装置包括微雾化喷嘴、高压泵、高压管、水箱、支架，所述支架包括两侧立架及上部横梁固定在水刺机抽吸脱水腔后横向位置，支架横梁上固定分布设有多个喷嘴，所述喷嘴固定在支架上，喷嘴与喷嘴之间的水平距离20～40cm，保证水刺布前进方向横向全幅宽喷洒覆盖。所述高压管进水端经高压泵与水箱连接，出水端与喷嘴连接；所述喷嘴为微雾化喷嘴，同时连接有压缩空气4～5bar；支架横梁的数量也可以为多排，相邻两排的相邻喷嘴间距为20～40cm，能实现大面积的喷洒染色；采用微雾化喷嘴使其能够喷洒雾化水滴，水滴粒径小，更有助于成品染色，且染色更加均匀美观，通过调整压力和水流大小配合能够获得雾化水滴，并控制水滴大小。

优选的，所述步骤S4中的浸渍装置，包括浸渍槽、加药桶、轧液辊，加药桶用于加入水果染料，浸渍槽用于对水刺无纺布进行浸染，经浸渍槽后连接轧液辊，轧液辊用于对浸染后的无纺布进行挤压，将多余的液体去除，再进行烘干工序，更加节约能耗，降低成本。

所述浸渍方式处理具体为：配备天然果汁原液与纯水调配比例为1:20～1:40的水果染液，将水刺加固的湿态无纺布经传输辊通过浸渍槽内的染液，并使用压辊进行挤压，使得水刺布的带液率为50～90％，然后进入下道烘干工序。

所述原料为能降解的纤维原料，所述纤维原料以粘胶纤维、大密度棉纱或纯棉纤维为主要原料，纤维原料中还能包括功能辅助添加料，功能辅助添加料为纳米银改性浆料、竹纤维、玉米纤维等具有抗菌、抑菌、柔性等增强无纺布特殊性能的添加剂。

所述烘干机为热风穿透式多滚筒烘干机，设置为分段式温度控制，形成分段式的加热区域，可通过人为调节温度大小，实现对湿态水刺布先预热后加热的升温效果，提高烘干效率，实现固色，有效降低能耗成本。

优选的，所述水刺无纺布的克重为60～90g/㎡。

本发明还保护一种在线水果染水刺无纺布的生产系统，包括水刺加固，在水刺加固后设置喷洒装置或浸渍装置，所述浸渍装置包括浸渍槽、加药桶和轧液辊，将水刺加固的湿态无纺布经传输辊通过浸渍槽内的染液，并使用轧液辊进行挤压，进入下道烘干工序；

所述喷洒装置包括喷嘴、高压泵、高压管、水箱、支架，所述支架包括两侧立架及上部横梁固定在水刺机抽吸脱水腔后横向位置，支架横梁上固定分布设有多个喷嘴，所述喷嘴固定在支架上，喷嘴与喷嘴之间的水平距离为20～40cm，保证水刺布前进方向横向全幅宽喷洒覆盖；所述高压管进水端经高压泵与水箱连接，高压管出水端与喷嘴连接，所述喷嘴为微雾化喷嘴，能向水刺布表面喷洒雾化水滴；

所述喷洒装置或浸渍装置后设置烘干机，所述烘干机采用多滚筒烘干机，设置为分段式温度控制，形成分段式的加热区域；分段式温度控制按照先低温再高温最后低温的趋势进行烘干，在给定的烘干温度范围内能够显著降低能耗；

烘干机后接卷取设备。

上述水果染处理工序设置多道喷洒装置，多道喷洒装置中支架横梁的数量为多个，形成多排喷头，优选支架横梁的数量为2～3个，每排喷头间距30～50cm，每排喷头上设置多个喷嘴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)该发明提出的一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，本发明染色过程中不需要消耗蒸汽，没有任何化学助剂和化工染料，水果染产品的特点是纯天然、健康、舒适，染色后布面会形成一层天然活性果胶，产生独特的柔和光泽，增加了吸湿透气性，并有很好的亲肤性。由于采用了天然水果色素染的方式，不使用浆料从而保持了水刺无纺布的柔软特性，与自然光的光源完全吻合使得水刺无纺布的生产过程既环保，又有效地提高了生产效率，具有能耗低、污染小、染色效果明显和环保可降解等特点，适用于干巾、柔巾等用途。

2)本发明为连续在线生产，采用分段式烘干能有效提高了水刺无纺布的加工效率，无需二次烘干过程，降低了能源消耗等生产成本，使得水刺无纺布保持原有柔软性的同时，更加安全、健康、环保。

3)本申请采用多道喷洒装置雾化水果染液使得喷洒后材料的染色均匀且带液率低，或者使用浸渍轧液的方式，脱除材料表面多余的水果染液后带液率低，而且本申请工艺中染液调配比例低，只有传统工艺使用量的20％～30％，没有多余的染液，而水果染液为广泛存在于植物中的天然色素，与纤维素纤维属于同类，有很好的亲和作用，再通过多滚筒烘干机的分段式加热控制提高烘干效率，水果染液被水刺无纺布全部吸收，没有多余染料移出，多段式烘干使染液充分上染并固着于纤维素纤维上，无需通过水洗除去水刺无纺布表面浮色，省去了水洗处理工艺，提高了生产效率，对企业降低生产成本提高经济效益，减少水资源使用具有较大意义。本申请克服了传统印染涂料大多数为以极细的不溶性微粒形式分散存在，对各类纤维基本没有亲和力，只是凭借粘合剂在高温下成膜的粘合力附着在纤维上，染液均匀轧入织物内，然后通过气蒸或堆置的方法使染料与纤维结合，最后还要通过多次水洗将未固着于织物的染料浮色洗掉，效率较慢而且产生大量废水而污染环境，不利于在线生产的不足。

4)本发明工艺产品适用于加工干巾、柔巾、一次性毛巾等擦拭用途的卫生用品，柔性好、美观，能达到30～50％的伸长率。

附图说明

图1为本发明生产工艺流程图。

图2为本发明中水果染处理中采用喷洒方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：

S1：原料开松：将细度为1.7dtex、长度为40mm的粘胶纤维原料包打开后喂入开包机，人工挑拣喂入保证无明显异纤无杂质，原料由输送长帘经过卧式开松机粗开松后通过风机管道输入大仓，然后再经过精开松机进行精开松、金属检测系统排除金属杂质后，储存在中转棉箱内以备下道工序使用；

S2：梳理成网：通过风机管道进入气压棉箱内的纤维，采用计量称重帘的方式喂入梳理机，通过梳理机对纤维进行梳理。其中主锡林速度1100～1200m/min、工作辊速度80～90m/min、剥取辊速度180～200m/min；

S3：水刺加固：水刺头7个，压力分别为40bar、60bar、70bar、110bar、110bar、110bar、110bar，水刺头距布面距离8mm，利用高压水针对纤维网进行穿刺，使纤维缠结而成无纺布；

S4：水果染处理：使用喷洒或浸渍的方式处理，将混合液体均匀喷洒或浸渍至水刺无纺布的表面。选取色素含量高的水果，所述色素含量高的水果桃子，通过萃取其获得天然染液。其中水果染液体为新鲜果汁与纯水调配比例为1:40；

S5：水分烘干：将经过步骤S4浸渍或喷洒处理的无纺布，送入烘干机在各滚筒110℃、128℃、128℃、118℃的温度下烘干，烘干后的成品回潮率控制在6％～9％之间；

S6：卷取成品：将经过步骤S5烘干后的成品以150m/min的速度进行卷取。

制得克重为60g/㎡的水刺无纺布，可应用于干柔巾等擦拭性卫生用品。

实施例2

一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：

S1：原料开松：将细度为1.7dtex、长度为40mm的粘胶纤维原料包打开后喂入开包机，人工挑拣喂入保证无明显异纤无杂质，原料由输送长帘经过卧式开松机粗开松后通过风机管道输入大仓，然后再经过精开松机进行精开松、金属检测系统排除金属杂质后，储存在中转棉箱内以备下道工序使用；

S2：梳理成网：通过风机管道进入气压棉箱内的纤维，采用计量称重帘的方式喂入梳理机，通过梳理机对纤维进行梳理。其中主锡林速度950～1000m/min、工作辊速度75～85m/min、剥取辊速度180～200m/min；

S3：水刺加固：水刺头7个，压力分别为30bar、45bar、53bar、80bar、90bar、80bar、140bar，水刺头距布面距离8mm，利用高压水针对纤维网进行穿刺，使纤维缠结而成无纺布；

S4：水果染处理：使用喷洒或浸渍的方式处理，将混合液体均匀喷洒或浸渍至水刺无纺布的表面。选取色素含量高的水果，所述色素含量高的水果杨梅，通过萃取其获得天然染液。其中水果染液体为新鲜果汁与纯水调配比例为1:30；

S5：水分烘干：将经过步骤S4浸渍或喷洒处理的无纺布，送入烘干机在各滚筒115℃、130℃、130℃、120℃的温度下烘干，烘干后的成品回潮率控制在6％～9％之间；

S6：卷取成品：将经过步骤S5烘干后的成品以115m/min的速度进行卷取。

制得克重为80g/㎡的水刺无纺布，可应用于干柔巾等擦拭性卫生用品。

实施例3

一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：

S1：原料开松：将细度为1.7dtex、长度为40mm的粘胶纤维原料包打开后喂入开包机，人工挑拣喂入保证无明显异纤无杂质，原料由输送长帘经过卧式开松机粗开松后通过风机管道输入大仓，然后再经过精开松机进行精开松、金属检测系统排除金属杂质后，储存在中转棉箱内以备下道工序使用；

S2：梳理成网：通过风机管道进入气压棉箱内的纤维，采用计量称重帘的方式喂入梳理机，通过梳理机对纤维进行梳理。其中主锡林速度950～1000m/min、工作辊速度70～80m/min、剥取辊速度170～190m/min；

S3：水刺加固：水刺头7个，压力分别为44bar、70bar、75bar、120bar、120bar、125bar、125bar，水刺头距布面距离10mm，利用高压水针对纤维网进行穿刺，使纤维缠结而成无纺布；

S4：水果染处理：使用喷洒或浸渍的方式处理，将混合液体均匀喷洒或浸渍至水刺无纺布的表面。选取色素含量高的水果，所述色素含量高的水果桃子，通过萃取其获得天然染液。其中水果染液体为新鲜果汁与纯水调配比例为1:20；

S5：水分烘干：将经过步骤S4浸渍或喷洒处理的无纺布，送入烘干机在各滚筒120℃、133℃、133℃、123℃的温度下烘干，烘干后的成品回潮率控制在6％～9％之间；

S6：卷取成品：将经过步骤S5烘干后的成品以104m/min的速度进行卷取。

制得克重为90g/㎡的水刺无纺布，可应用于干柔巾、一次性毛巾等擦拭性卫生用品。

实施例4

本实施例各步骤同实施例1，不同之处在于，所述原料为大密度棉纱、活性炭纤维和纳米银改性浆料。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，其特征在于：该水刺无纺布的生产工艺包括如下步骤：S1：原料开松；S2：梳理成网；S3：水刺加固；S4：水果染处理；S5：水分烘干；S6：卷取成品；

具体步骤是：

S1：原料开松：将纤维原料包装打开后喂入开包机，人工挑拣喂入保证无明显异纤、杂质，原料由输送长帘经过卧式开松机粗开松后通过风机管道输入大仓，然后再经过精开松机进行精开松、金属检测系统排除金属杂质后，储存在中转棉箱内以备下道工序使用；

S2：梳理成网：通过风机管道进入气压棉箱内的纤维，采用计量称重帘的方式喂入梳理机，通过梳理机对纤维进行梳理；其中主锡林速度650～1200 m/min、工作辊速度35～120m/min、剥取辊速度70～240 m/min；

S3：水刺加固：水刺头5～7个，利用高压水针对纤维网进行反弹穿刺，使纤维缠结形成无纺布；

S4：水果染处理：选取色素含量高的水果，所述色素含量高的水果包括杨梅、桃子、酸果蔓、蓝莓、黑加仑，经果实清洗、去核打浆、榨汁、杀菌、超滤、萃取、灌装加工过程得到天然果汁原液，通过萃取其中的任意一种或其组合物获得水果染液，使用喷洒方式处理；

S5：水分烘干：将经过步骤S4水果染处理后的无纺布，送入烘干机在100～130℃的温度下烘干，烘干后的成品回潮率在6%～9%之间；

S6：卷取成品：将经过步骤S5烘干后的成品进行卷取，实现连续在线生产；

所述原料为能降解的纤维原料，所述纤维原料以粘胶纤维、大密度棉纱或纯棉纤维为主要原料，纤维原料中还能包括功能辅助添加料，功能辅助添加料为纳米银改性浆料、竹纤维、玉米纤维；

梳理成网过程中，主锡林速度650～1200 m/min、工作辊速度35～120 m/min、剥取辊速度70～240 m/min，梳理环境控制在温度为20℃～30℃，相对湿度为55%～75%；

水刺加固过程中，水刺头压力在40~150bar之间取值，水刺头距布面距离8~10mm；

所述喷洒处理方式具体为：配备新鲜浓缩果汁与纯水调配比例为1:20～1:40的水果染液，使用喷洒装置将其均匀喷洒至无纺布的表面；

将经过步骤S4水果染处理后的无纺布，送入烘干机在100～145℃的温度下烘干，烘干机采用热风穿透式多滚筒烘干机，设置为分段式温度控制，形成分段式的加热区域，烘干后的成品回潮率在6%～9%之间；

采用多道喷洒装置雾化水果染液使得喷洒后材料的染色均匀且带液率低，脱除材料表面多余的水果染液后带液率低，而且染液调配比例低，没有多余的染液，而水果染液为广泛存在于植物中的天然色素，与纤维素纤维属于同类，有很好的亲和作用，再通过多滚筒烘干机的分段式加热控制提高烘干效率，水果染液被水刺无纺布全部吸收，多段式烘干使染液充分上染并固着于纤维素纤维上，无需通过水洗除去水刺无纺布表面浮色，省去了水洗处理工艺；

该生产工艺为连续在线生产，保证染色效果的前提下与高速生产线相匹配。

2.如权利要求1所述的一种在线水果染水刺无纺布的生产工艺，其特征在于：所述步骤S2中两台梳理机均配备高速杂乱辊，便于调节改变纤网中纤维的排列分布方向，经后道水刺加固、水分烘干工序处理后纵横向强力比值控制在3:1以内，最终产品适用于加工干巾、柔巾、一次性毛巾等擦拭用途的卫生用品。

3.一种在线水果染水刺无纺布的生产系统，其特征在于：应用于权利要求1或2所述的生产工艺，包括水刺加固，在水刺加固后设置喷洒装置，所述喷洒装置包括喷嘴、高压泵、高压管、水箱、支架，所述支架包括两侧立架及上部横梁固定在水刺机抽吸脱水腔后横向位置，支架横梁上固定分布设有多个喷嘴，所述喷嘴固定在支架上，喷嘴与喷嘴之间的水平距离为20～40cm，保证水刺布前进方向横向全幅宽喷洒覆盖；所述高压管进水端经高压泵与水箱连接，高压管出水端与喷嘴连接，所述喷嘴为微雾化喷嘴，能向水刺布表面喷洒雾化水滴；所述支架横梁的数量为多个，形成多排喷头，所述喷嘴同时连接有压缩空气4～5bar；

所述喷洒装置后设置烘干机，所述烘干机采用多滚筒烘干机，设置为分段式温度控制，形成分段式的加热区域；

烘干机后接卷取设备。

4.根据权利要求3所述的生产系统，其特征在于：支架横梁的数量为2~3个，每排喷头间距30～50cm，每排喷头上设置多个喷嘴。

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