CN113026197A - 一种水刺非织造布及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及非织造布领域，具体公开了一种水刺非织造布。水刺非织造布按重量份计包括以下原料：天丝纤维46‑48份，竹纤维46‑48份，低熔点纤维4‑8份，其中竹纤维为经过界面改性处理的竹纤维。其加工工艺为：纤维预梳理→开松→混合→梳理→铺网→牵伸→水刺→烘干→卷取。本申请的水刺非织造布强力较高；另外，本申请的制备方法具有进一步提高水刺非织造布强力的优点。
Description
技术领域
本申请涉及非织造布领域，更具体地说，它涉及一种水刺非织造布及其加工工艺。
背景技术
水刺无纺布是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，使纤维相互缠结在一起，从而使纤维网得以加固而具备一定强力，得到的织物即为水刺无纺布。
水刺法加固纤维网原理与针刺工艺相似，但不用刺针，而是采用高压产生的多股微细水喷射纤维网。水射流穿过纤维网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤维网，由此，纤维网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤维网得到加固。
现有技术中水刺法制得的非织造布多存在横向强力不足的问题，如以天丝纤维与竹纤维为原料利用水刺法制得的非织造布，其强力满足普通湿纸巾的需求，却不能满足面膜的强力要求。限制了水刺非织造布的使用范围。
发明内容
为了提高水刺非织造布的强力，本申请提供一种水刺非织造布及其加工工艺。
第一方面，本申请提供一种水刺非织造布，采用如下的技术方案：
一种水刺非织造布，按重量份计包括以下原料：天丝纤维46-48份，竹纤维46-48份，低熔点纤维4-8份，其中竹纤维为经过界面改性处理的竹纤维。
通过采用上述技术方案，天丝纤维具备普通型粘胶纤维的吸湿性、柔滑飘逸性、舒适性等优点，而且天丝纤维克服了普通粘胶纤维强力低，尤其是湿强低的缺陷；竹纤维天然截面高度中空，吸湿透气性较佳，并且竹纤维还具有抗菌性能，是制造面膜的较优的纤维；但是天丝纤维与竹纤维在开包混合时，存在混合不均匀的现象，使得制得非织造布强力较低。低熔点纤维不仅有优秀的热粘合性能，还易于其他纤维进行混合，因此以天丝纤维与竹纤维为主纤维原料，掺加低熔点纤维，低熔点纤维一方面与天丝纤维以及竹纤维充分混合，另一方面，低熔点纤维在天丝纤维与竹纤维之间起到一定的润滑作用使得天丝纤维与竹纤维的混合更加充分，提高非织造布的强力。
而且对竹纤维进行界面改性，提高竹纤维的断裂强度，使得竹纤维不易发生断裂，进一步提高非织造布的强力。
优选的，所述天丝纤维的长度为35-45mm，竹纤维的长度为40-50mm，低熔点纤维的长度为45-55mm。
通过采用上述技术方案，在固定的水刺压力下，水刺非织造布的断裂强度与纤维长度有关，随着纤维长度的增加，每根纤维受到水流冲击的部位增多，纤维的缠结度也随之增加，纤维之间相互缠结点和面也增多，抱合力增强，从而提高产品的强度，但纤维过长，会造成梳理上的困难，不利于成网。因此，本申请中纤维的整体长度控制在35-55mm，此长度范围内纤维间的缠结度、抱合力较高，同时又不会因为纤维过长而造成梳理困难，制得的非织造布强力较强。
优选的，所述竹纤维的界面改性方法为：
A1.在常温下，将竹纤维浸泡4-6wt％NaOH溶液中，竹纤维与NaOH溶液浴比为1∶(18-20)，浸泡时间为1-1.5h；
A2.浸泡完成后将竹纤维取出，并用蒸馏水将竹纤维洗至中性；
A3.将清洗至中性的竹纤维，在45-55℃环境下烘干，烘干时间为4-6h。
通过采用上述技术方案，对竹纤维进行碱处理，竹纤维表面杂质及污物被去除，竹纤维变得更细，长径比增加，竹纤维断裂强度提高。另外，碱溶液的浓度过大，会使得竹纤维的纤维素会受到损伤，致使竹纤维力学性能下降，本申请中的碱溶液浓度可以使竹纤维或者最佳的断裂强度。
第二方面，本申请提供水刺非织造布的加工工艺，采用如下的技术方案：
一种水刺非织造布的加工工艺，包括以下步骤：
S1.按重量份将天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维进行预梳理；
S2.将预梳理后的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维进行开松→混合→梳理→铺网→牵伸→水刺→烘干→卷取。
通过采用上述技术方案，在纤维进行开松混合前，对纤维先进行预梳理，使得纤维在进入开包机前达到一个蓬松的状态，从而使得经开松的限位混合的更加均匀，有利于提高非织造布的强力。
优选的，在进行所述预梳理前，将天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维浸泡在浓度为1-3％的油剂中，天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维与油剂的固液比为1：(40-50)，浸泡30-40min后取出挤干并在60-70℃环境下进行烘干，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.2-1％。
通过采用上述技术方案，各纤维在进行混合时，纤维之间相互接触摩擦，纤维间的摩擦力以及因摩擦产生的静电，使得纤维之间抱和性较差，而用油剂处理纤维，在空气与纤维界面上形成一层薄薄的油膜，油膜具有定向吸附的作用，即油剂分子的亲水基朝着空气，疏水基朝着纤维，当化学油剂形成的油膜吸收空气中的水分子时，増加了纤维的吸湿性，提高纤维的抗静电性；而油膜还可以使得纤维的表面光滑，改善纤维与纤维之间、纤维与加工机械之间的摩擦特性，提高纤维之间的抱合，从而减少纤维在加工中出现毛丝、断头等现象，有利于提高非织造布的强力。
优选的，所述烘干后的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.4-0.6％。
通过采用上述技术方案，纤维表面处理使用的油剂会提高纤维的可纺性，若烘干后的纤维的含油量太低，会影响纤维的成网均匀性，在一定范围内，纤维间的抱合力会随油剂含量的增加而增大，单若烘干后的纤维含油量过高，则会使得而纤维强力随之变小。本申请的纤维含油量可以有效的提高纤维的可纺性，又不会减弱纤维的强力。
优选的，所述油剂的制备方法为：按重量份将8-10份抗静电剂、10-16份摩擦系数调整剂、12-20份乳化剂混合均匀，得到混合液，然后加水稀释至混合液浓度为1-3％，制得油剂。
通过采用上述技术方案，抗静电剂提高纤维的抗静电性，摩擦系数调整剂改善纤维的平滑性与抱和性，乳化剂使抗静电剂、抱合剂和平滑剂可均匀地混合并形成稳定的油剂。本申请中使用的竹纤维表面不带自由电荷，所以油剂中，抗静电剂的比例较低，从而提高摩擦系数调整剂的占比，使得油剂可以更充分的发挥作用。
优选的，所述抗静电剂包括重量比为3:1的十二烷基磷酸酯钾盐、咪唑啉。
通过采用上述技术方案，十二烷基磷酸酯钾盐为阴离子抗静电剂，十二烷基磷酸酯钾盐处理纤维，纤维表面吸附的磷酸酯盐，亲水基朝向空气一侧而疏水基朝向纤维一侧，亲水基可与周围的水分子缔合，使纤维具有更好的抗静电性能。咪唑啉为两性抗静电剂，两性型抗静电剂抗静电效果和配伍性较好，但是价格较高，本申请以阴离子抗静电剂为主抗静电剂以两性抗静电剂为辅抗静电剂，达到更好的抗静电协同效应。
优选的，所述摩擦系数调整剂为聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚。
通过采用上述技术方案，聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚为聚醚性调整剂，对纤维的摩擦系数具有较好的调节作用，同时聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚可以纤维卷曲度保持性，纤维的卷曲度直接影响纤维在开松、梳理及成网过程中针齿对纤维的握持能力，制约水刺过程纤维的缠结效果。卷曲度保持的越好，纤维成网时有利于互相抱合，使纤网的稳定性增加，提高纤维抵抗外力变形的能力。
优选的，所述乳化剂为高分子醇醚乳化剂。
通过采用上述技术方案，高分子量醇醚一方面可提高乳液亲水性，使乳液体系达到亲水、亲油的平衡，另一方面减小了连续相与分散相的密度差，使得乳液的稳定性明显提高。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用以天丝纤维与竹纤维为主纤维原料，以低熔点纤维为辅助纤维，使得纤维之前的混合更加均匀，有利于提高非织造布的强力；
2、本申请中制备非织造布时，先对纤维进行预梳理再进行开松混合，使得纤维在开松前就达到一个蓬松的状态，有利于纤维之前混合的更加均匀；
3、本申请对竹纤维进行碱处理，提高竹纤维的断裂强度，有利于提高非织造布的强力。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和中间体的制备例
原料
十二烷基磷酸酯钾盐，购自康迪斯化工(湖北)有限公司，货号kds234154645，含量大于98％；咪唑啉，购自济南豪帅化工有限公司，货号04；
聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，购自深圳市吉鹏硅氟材料有限公司，货号20081801；
高分子醇醚乳化剂，异构醇醚乳化剂E-1306，购自江苏省海安石油化工厂，货号A-115。
制备例
制备例1
经过界面改性处理的竹纤维的制备方法为：
A1.在常温下，将竹纤维浸泡4wt％NaOH溶液中，竹纤维与NaOH溶液浴比为1∶20，浸泡时间为1h；
A2.浸泡完成后将竹纤维取出，并用蒸馏水将竹纤维洗至中性；
A3.将清洗至中性的竹纤维，放入45℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为6h。
制备例2
经过界面改性处理的竹纤维的制备方法为：
A1.在常温下，将竹纤维浸泡5wt％NaOH溶液中，竹纤维与NaOH溶液浴比为1∶19，浸泡时间为1.3h；
A2.浸泡完成后将竹纤维取出，并用蒸馏水将竹纤维洗至中性；
A3.将清洗至中性的竹纤维，放入50℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为5h。
制备例3
经过界面改性处理的竹纤维的制备方法为：
A1.在常温下，将竹纤维浸泡6wt％NaOH溶液中，竹纤维与NaOH溶液浴比为1∶18，浸泡时间为1.5h；
A2.浸泡完成后将竹纤维取出，并用蒸馏水将竹纤维洗至中性；
A3.将清洗至中性的竹纤维，放入55℃的烘干箱中进行烘干，烘干时间为4h。
制备例4
油剂的制备方法为：
将6kg十二烷基磷酸酯钾盐、2kg咪唑啉、16kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、12kg异构醇醚乳化剂E-1306加入容器中，并混合均匀，得到混合液，向混合液中加入1164kg水，制得溶度为3％的油剂。
制备例5
油剂的制备方法为：
将6.75kg十二烷基磷酸酯钾盐、2.25kg咪唑啉、13kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、16kg异构醇醚乳化剂E-1306加入容器中，并混合均匀，得到混合液，向混合液中加入1862kg水，制得溶度为2％的油剂。
制备例6
油剂的制备方法为：
将7.5kg十二烷基磷酸酯钾盐、2.5kg咪唑啉、10kg聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、20kg异构醇醚乳化剂E-1306加入容器中，并混合均匀，得到混合液，向混合液中加入3960kg水，制得溶度为1％的油剂。
实施例
实施例1
S1.油剂处理：将46kg天丝纤维、48kg竹纤维、4kg低熔点纤维分别浸泡在制备例5的油剂中，天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维与油剂的固液比为1：40，浸泡40min后取出挤干并在60℃环境下进行烘干，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.2％；
其中竹纤维来自制备例2，天丝纤维的长度为40mm，竹纤维的长度为45mm，低熔点纤维的长度为50mm；
S2.将油剂处理过的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维喂入梳理开松机中进行预梳理；
S3.预梳理后的纤维进入开包机中进行开松处理，离开开包机的纤维进入大仓内混合，然后再次进入精开包机进行处理；精开包后的纤维经梳理机梳理后在交叉铺网机上进行铺网；铺网形成的纤维网经牵伸机作用进入水刺机上进行水刺加固，水刺加固后的纤维网烘干后卷曲，制得水刺非织造布。
实施例2
S1.油剂处理：将47kg天丝纤维、47kg竹纤维、6kg低熔点纤维分别浸泡在制备例5的油剂中，天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维与油剂的固液比为1：45，浸泡35min后取出挤干并在65℃环境下进行烘干，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.6％；
其中竹纤维来自制备例2，天丝纤维的长度为40mm，竹纤维的长度为45mm，低熔点纤维的长度为50mm；
S2.将油剂处理过的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维喂入梳理开松机中进行预梳理；
S3.预梳理后的纤维进入开包机中进行开松处理，离开开包机的纤维进入大仓内混合，然后再次进入精开包机进行处理；精开包后的纤维经梳理机梳理后在交叉铺网机上进行铺网；铺网形成的纤维网经牵伸机作用进入水刺机上进行水刺加固，水刺加固后的纤维网烘干后卷曲，制得水刺非织造布。
实施例3
S1.油剂处理：将48kg天丝纤维、46kg竹纤维、8kg低熔点纤维分别浸泡在制备例5的油剂中，天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维与油剂的固液比为1：50，浸泡30min后取出挤干并在70℃环境下进行烘干，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为1％；
其中竹纤维来自制备例2，天丝纤维的长度为40mm，竹纤维的长度为45mm，低熔点纤维的长度为50mm；
S2.将油剂处理过的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维喂入梳理开松机中进行预梳理；
S3.预梳理后的纤维进入开包机中进行开松处理，离开开包机的纤维进入大仓内混合，然后再次进入精开包机进行处理；精开包后的纤维经梳理机梳理后在交叉铺网机上进行铺网；铺网形成的纤维网经牵伸机作用进入水刺机上进行水刺加固，水刺加固后的纤维网烘干后卷曲，制得水刺非织造布。
实施例4
与实施例2不同的是，竹纤维来自制备例1。
实施例5
与实施例2不同的是，竹纤维来自制备例3。
实施例6
与实施例2不同的是，天丝纤维的长度为35mm，竹纤维的长度为50mm，低熔点纤维的长度为45mm。
实施例7
与实施例2不同的是，天丝纤维的长度为45mm，竹纤维的长度为40mm，低熔点纤维的长度为55mm。
实施例8
与实施例2不同的是，油剂来自制备例4。
实施例9
与实施例2不同的是，油剂来自制备例6。
实施例10
与实施例2不同的是，S1中，油剂处理后的纤维，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.4％。
实施例11
与实施例2不同的是，S1中，油剂处理后的纤维，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.5％。
对比例
对比例1
白色平纹水刺无纺布，货号P150，购自宁波炜业科技有限公司。
对比例2
与实施例2不同的是，用将3kg天丝纤维、3kg竹纤维替换6kg低熔点纤维。
对比例3
与实施例2不同的是，竹纤维为未经过表面处理的竹纤维。
对比例4
与实施例2不同的是，无油剂处理步骤，直接将纤维喂入梳理开松机中。
对比例5
与实施例2不同的是，纤维经油剂处理之后，直接喂入开包机进行开松处理。
性能检测试验
检测方法
按照GB/T 24218.6-2010《纺织品非织造布试验方法》第三部分：断裂强力和断裂伸长率的测定，条样法进行检测。
表1性能检测结果
断裂强力：N/50mm＊200mm
结合实施例1-11和对比例1并结合表1可以看出，本申请制得的水刺非织造布在干态以及湿态状态的下的横向断裂强力以及纵向断裂强力均优于对比例1的非织造布，说明本申请制得水刺非织造布的强力更优。
结合实施例1-3并结合表1可以看出，实施例1-3制得的水刺非织造布的强力均较优，其中实施例2制得水刺非织造布的强力最优，说明实施例2中制备水刺非织造布的配方与工艺最优。
结合实施例2与对比例2并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于对比例2制得水刺非织造布的强力，说明添加低熔点纤维可以提高水刺非织造布的强力。
结合实施例2与对比例3并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于对比例3制得水刺非织造布的强力，说明经过表面处理的竹纤维可以提高水刺非织造布的强力。
结合实施例2与实施例4-5并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于实施例4-5制得水刺非织造布的强力，说明制备例2中制备经过界面改性处理的竹纤维的配方与工艺较优。
结合实施例2与对比例4并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于对比例4制得水刺非织造布的强力，说明用油剂处理纤维可以提高水刺非织造布的强力。
结合实施例2与实施例8-9并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于实施例8-9制得水刺非织造布的强力，说明制备例5中制备油剂的配方与工艺较优。
结合实施例2与对比例5并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于对比例5制得水刺非织造布的强力，说明对纤维进行预梳理可以提高水刺非织造布的强力。
结合实施例2与实施例6-7并结合表1可以看出，实施例2制得的水刺非织造布的强力优于实施例6-7制得水刺非织造布的强力，说明实施例2中天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的长度配比最优。
结合实施例1-3与实施例10-11并结合表1可以看出，实施例10-11制得的水刺非织造布的强力优于实施例1与实施例3制得水刺非织造布的强力，实施例11制得的水刺非织造布的强力优于实施例2制得水刺非织造布的强力，说明纤维含油量为0.4-0.6％制得的水刺非织造布强力更优。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种水刺非织造布，其特征在于，按重量份计包括以下原料：天丝纤维46-48份，竹纤维46-48份，低熔点纤维4-8份，其中竹纤维为经过界面改性处理的竹纤维。
2.根据权利要求1所述的水刺非纺织布，其特征在于：所述天丝纤维的长度为35-45mm，竹纤维的长度为40-50mm，低熔点纤维的长度为45-55mm。
3.根据权利要求1所述的水刺非纺织布，其特征在于：所述竹纤维的界面改性方法为：
A1.在常温下，将竹纤维浸泡4-6wt% NaOH 溶液中，竹纤维与NaOH溶液浴比为1∶（18-20），浸泡时间为1-1.5h；
A2.浸泡完成后将竹纤维取出，并用蒸馏水将竹纤维洗至中性；
A3.将清洗至中性的竹纤维，在45-55℃环境下烘干，烘干时间为4-6h。
4.根据权利要求1-3所述的任一水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.按重量份将天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维进行预梳理；
S2.将预梳理后的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维进行开松→混合→梳理→铺网→牵伸→水刺→烘干→卷取。
5.根据权利要求4所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：在进行所述预梳理前，将天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维浸泡在浓度为1-3%的油剂中，天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维与油剂的固液比为1：（40-50），浸泡30-40min后取出挤干并在60-70℃环境下进行烘干，烘干至天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.2-1%。
6.根据权利要求5所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：所述烘干后的天丝纤维、竹纤维、低熔点纤维的含油量为0.4-0.6%。
7.根据权利要求5所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：所述油剂的制备方法为：按重量份将8-10份抗静电剂、10-16份摩擦系数调整剂、12-20份乳化剂混合均匀，得到混合液，然后加水稀释至混合液浓度为1-3%，制得油剂。
8.根据权利要求7所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：所述抗静电剂包括重量比为3:1的十二烷基磷酸酯钾盐、咪唑啉。
9.根据权利要求7所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：所述摩擦系数调整剂为聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚。
10.据权利要求7所述的水刺非织造布的加工工艺，其特征在于：所述乳化剂为高分子醇醚乳化剂。
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