一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺的制作方法

本发明涉及无纺布制造技术领域，尤其涉及一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺。

背景技术：

无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等诸多优点，无纺布制造简单、成本低，应用非常广泛。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，使纤维发生位移、穿插、缠结、抱合而形成无数个柔性缠结点，从而使得纤维网得到加固，柔性缠绕点的数量、均匀性都决定无纺布的横向纵向抗压性能。

无纺布的用途非常广泛，常见无纺布用于面膜、湿巾、口罩基材等。目前有些覆膜纸的内衬层也采用无纺布，用无纺布来替代现有木皮或酚醛树脂，以提高覆膜纸的环保性能，覆膜纸上的无纺布要求更高的抗拉、抗皱性，目前常见的无纺布的无法满足抗拉抗皱性能。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的无纺布抗拉、抗皱性能不足的问题，提供了一种抗拉性能好、抗皱性能好的抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺，包括以下步骤：a、纤维原料制备：a1、纤维主料制备：将纤维主料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维5-10份、聚丙烯短纤维30-40份、粘胶纤维15-18份、竹纤维5-8份，上述纤维主料经过混合、开松后制成混合主纤维；a2、纤维辅料制备：将纤维辅料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维20-25份、聚丙烯短纤维10-15份、粘胶纤维10-12份，上述纤维辅料经过混合、开松后制成混合辅纤维；b、梳理成网：通过梳理机将混合主纤维梳理成主纤维层，在主纤维层的上侧将混合辅纤维梳理成辅纤维层，主纤维层、辅纤维层交替分布，制得总层数为大于等于3的奇数层、克重为30-42g/㎡的纤维网；c、正反水刺：将纤维网通过牵引机牵引至水刺区ⅰ，水刺区ⅰ中的水刺组件ⅰ对纤维网进行一次水刺，水刺组件ⅰ中的水刺头垂直于纤维网的正面，水刺头ⅰ的压力为40-60bar；一次水刺后的纤维网通过牵引机牵引至水刺区ⅱ，水刺区ⅱ中的水刺组件ⅱ对纤维网进行二次水刺，水刺组件ⅱ中的水刺头垂直于纤维网的反面，水刺头ⅱ的压力为25-35bar；d、轧液烘干：二次水刺后的纤维网经过轧液机轧液后经过烘干、冷却后得到抗拉抗皱水刺无纺布。

主纤维层、辅纤维层交替铺设成纤维网，辅纤维层中聚丙烯长纤维含量高，用于提高横向、纵向抗拉伸强度，主纤维层中聚丙烯短纤维含量高，同时添加了碳纤维，从而使得无纺布表面更加平整，抗皱性能好；纤维网通过正反两次水刺处理，使得主纤维层内的纤维之间、辅纤维层内的纤维之间、辅纤维层与主纤维层之间的纤维发生位移、穿插、缠结、抱合而形成更多的柔性缠结点，从而提高最终制成的无纺布的抗拉抗皱性能。

作为优选，纤维网进入水刺区ⅰ之前经过喷淋区，喷淋区的喷头对纤维网进行预湿处理，预湿处理后的纤维网经过一组压紧辊后进入水刺区ⅰ。预湿处理是将蓬松的纤维网压实、减少纤维网内的空气，从而使得纤维网能够有效的吸收水刺头ⅰ的水流能量，以加强纤维缠结效果。

作为优选，水刺区ⅰ与水刺区ⅱ之间设有处理槽，处理槽内的处理液按以下重量份组成：渗透剂2-4份、柔软剂4-6份、水400-450份，一次水刺后的纤维网浸入处理液的时间为15-25min。一次水刺后的纤维网浸入处理液中，处理液中的渗透剂、柔软剂使得纤维网中的各个层次连接更加可靠，同时使得纤维网更加柔软；处理后的纤维网进入水刺区ⅱ，二次水刺过程中一方面进一步增加纤维之间的缠结点，另一方面正好将纤维网中的处理液冲洗掉，省去了漂洗的过程，节约了水资源。

作为优选，步骤d中，二次水刺后的纤维网依次进入烘干区ⅰ、烘干区ⅱ，烘干区ⅰ的温度为90℃-100℃，烘干时间为10-15min；烘干区ⅱ采用热风循环烘干，烘干区ⅱ的温度为60℃-75℃，烘干时间为45-60min。通过两次烘干，第一次烘干通过较高的温度快速将表面残留的水分蒸发；第二次烘干通过较低温度的热风循环烘干，从而减小纤维网内部的纤维卷曲、形变。

作为优选，所述的水刺组件ⅰ包括转鼓、水刺头安装座，水刺头排列在水刺头安装座的底部，水刺头安装座上所有水刺头的针头均垂直于纤维网，水刺组件ⅱ的结构与水刺组件ⅰ的结构相同。

作为优选，水刺组件ⅰ中转鼓的轴线与水刺组件ⅱ中转鼓的轴线相互垂直，纤维网的前端呈45度夹角绕过水刺组件ⅰ中转鼓，从水刺组件ⅰ中引出的纤维网的前端呈45度夹角绕过水刺组件ⅱ中的转鼓，水刺组件ⅰ中转鼓的外表面与纤维网的背面接触，水刺组件ⅱ中的转鼓的外表面与纤维网的正面接触。纤维网与转鼓呈45角分布，从而使得两个转鼓与纤维网的接触面（纤维网的拉伸部位）与纤维网的牵引力方向呈不同的45度角，因此水刺头的作用轨迹与纤维网的牵引力方向也成45度夹角，从而避免现有技术中转鼓与纤维网的拉伸部位与水刺头平行，进而使得纤维之间的缠绕点呈交叉的45度角排布，从而提高无纺布横向、纵向的抗拉性能。

作为优选，所述转鼓的外表面均匀分布有若干沿圆周分布的弧形槽，弧形槽对应的圆心与转鼓的圆心同心。弧形槽增加水射流的反射，水刺头中喷射出来的水射流穿透纤维网后作用在弧形槽内，弧形槽将水射流反射在纤维网的另一面，从而增加纤维之间的缠结点；同时弧形槽的长度方向正好与水刺头的排布垂直，从而使得纤维网正反面的水射流处的缠绕点更加趋于交叉分布，提高无纺布横向、纵向抗拉性能。

作为优选，所述弧形槽的横截面呈倒梯形结构，弧形槽的深度为0.3-0.5mm，相邻两条弧形槽的间距为5-10mm；所述转鼓内设有排水腔，所述弧形槽的底面设有与排水腔连通的排水微孔，转鼓两端的端盖上设有与排水腔连通的排水孔。

作为优选，所述水刺组件ⅰ中的转鼓内的排水腔中设有超声波发生器，所述转鼓的端盖中心设有连接轴，连接轴的中心设有与排水腔连通的轴孔，转鼓内设有限位轴，所述限位轴的两端穿过轴孔与轴孔转动连接，所述限位轴的中心设有固定有安装板，所述超声波发生器固定在安装板上；限位轴的端部还设有角度限位孔，所述角度限位孔内设有角度调节杆。角度调节杆的端部与外界设备上的支架固定，转鼓转动不影响超声波发生器的角度，超声波发生器的声波角度垂直于纤维网与转鼓的接触面；超声波发生器间歇性的发出超声波作用在纤维网与转鼓接触的部位，超声波的空化作用，使得纤维网内部的小气泡破碎呈更加细微的气泡，气泡破碎过程中产生的能量使得周围的纤维移位、穿插、缠结，进而形成更加错综复杂、更多的纤维缠结点；同时气泡破碎呈微气泡，防止后续无纺布中出现不均匀的气泡，使得无纺布中的微孔更加均匀、稳定；而且超声波还具有一定的杀菌作用，能杀灭水中的细菌。

作为优选，所述的超声波发生器周期性开启、关闭，超声波发生器一个工作周期内的开启时间为1-2秒、关闭时间为20-30秒。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过主纤维层、辅纤维层的复合使得制成的无纺布抗拉、抗皱性能更好；（2）通过两次水刺工艺，使得纤维发生位移、穿插、缠结、抱合而形成无数个柔性缠结点，提高抗拉性能；（3）改进水刺组件ⅰ、水刺组件ⅱ，使得纤维网呈45度角与转鼓接触，牵引力、水刺头中射出的水射流、弧形槽内反射的水射流呈不同角度作用在纤维网上，进而使得纤维之间形成更加稳定、复杂、数量更多的缠结点，进而提高无纺布的抗拉性能。

附图说明

图1为纤维网进入水刺组件ⅰ、水刺组件ⅱ的状态示意图。

图2为水刺组件ⅰ中转鼓的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为超声波发生器与端盖的连接示意图。

图5为纤维网与水刺组件ⅰ中转鼓接触面上的受力状态示意图。

图中：纤维网1、水刺区ⅰ2、喷淋区3、水刺区ⅱ4、处理槽5、烘干区ⅰ6、烘干区ⅱ7、转鼓10、弧形槽100、排水孔101、端盖102、水刺头安装座11、水刺头12、超声波发生器13、连接轴14、限位轴15、安装板16、角度限位孔17、角度调节杆18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1：一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺，包括以下步骤：

a、纤维原料制备：a1、纤维主料制备：将纤维主料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维5份、聚丙烯短纤维30份、粘胶纤维15份、竹纤维5份，上述纤维主料经过混合、开松后制成混合主纤维；a2、纤维辅料制备：将纤维辅料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维20份、聚丙烯短纤维10份、粘胶纤维10份，上述纤维辅料经过混合、开松后制成混合辅纤维；b、梳理成网：通过梳理机将混合主纤维梳理成主纤维层，在主纤维层的上侧将混合辅纤维梳理成辅纤维层，主纤维层、辅纤维层交替分布，制得总层数为大于等于3的奇数层、克重为30g/㎡的纤维网，本实施例中纤维网的总层数为三层；c、正反水刺：如图1所示，将纤维网1通过牵引机牵引至水刺区ⅰ2，纤维网进入水刺区ⅰ之前经过喷淋区3，喷淋区3的喷头对纤维网进行预湿处理，预湿处理后的纤维网经过一组压紧辊后进入水刺区ⅰ，水刺区ⅰ中的水刺组件ⅰ对纤维网进行一次水刺，水刺组件ⅰ中的水刺头垂直于纤维网的正面，水刺头ⅰ的压力为40bar；一次水刺后的纤维网通过牵引机牵引至水刺区ⅱ4，水刺区ⅱ4中的水刺组件ⅱ对纤维网进行二次水刺，水刺组件ⅱ中的水刺头垂直于纤维网的反面，水刺头ⅱ的压力为25bar；d、轧液烘干：二次水刺后的纤维网经过轧液机轧液后经过烘干、冷却后得到抗拉抗皱水刺无纺布。

水刺区ⅰ与水刺区ⅱ之间设有处理槽5，处理槽5内的处理液按以下重量份组成：渗透剂2份、柔软剂4份、水400份，一次水刺后的纤维网浸入处理液的时间为15min。步骤d中，二次水刺后的纤维网依次进入烘干区ⅰ6、烘干区ⅱ7，烘干区ⅰ的温度为90℃，烘干时间为15min；烘干区ⅱ采用热风循环烘干，烘干区ⅱ的温度为60℃℃，烘干时间为60min。渗透剂、柔软剂均为无纺布处理领域的常规试剂。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，水刺组件ⅰ包括转鼓10、水刺头安装座11，水刺头12排列在水刺头安装座的底部，水刺头安装座上所有水刺头的针头均垂直于纤维网，水刺组件ⅱ的结构与水刺组件ⅰ的结构相同；水刺组件ⅰ中转鼓的轴线与水刺组件ⅱ中转鼓10的轴线相互垂直，纤维网1的前端呈45度夹角绕过水刺组件ⅰ中转鼓，从水刺组件ⅰ中引出的纤维网的前端呈45度夹角绕过水刺组件ⅱ中的转鼓，水刺组件ⅰ中转鼓的外表面与纤维网的背面接触，水刺组件ⅱ中的转鼓的外表面与纤维网的正面接触；转鼓10的外表面均匀分布有若干沿圆周分布的弧形槽100，弧形槽对应的圆心与转鼓的圆心同心，弧形槽100的横截面呈倒梯形结构，弧形槽的深度为0.3-0.5mm，相邻两条弧形槽的间距为5-10mm；转鼓10内设有排水腔，弧形槽的底面设有与排水腔连通的排水微孔，转鼓10两端的端盖上设有与排水腔连通的排水孔101。

水刺组件ⅰ2中的转鼓内的排水腔中设有超声波发生器13，转鼓的端盖102中心设有连接轴14，连接轴的中心设有与排水腔连通的轴孔，转鼓内设有限位轴15，限位轴15的两端穿过轴孔与轴孔转动连接，限位轴的中心设有固定有安装板16，超声波发生器13固定在安装板上16；限位轴的端部还设有角度限位孔17，角度限位孔内设有角度调节杆18，角度调节杆的外端与机架连接，通过改变角度调节杆的位置可以调节超声波发生器的超声波角度；超声波发生器周期性开启、关闭，超声波发生器一个工作周期内的开启时间为1-2秒、关闭时间为20-30秒。如图5，水平向右的箭头表示牵引力方向，倾斜向右的长虚线表示水刺头的水刺位置，倾斜向左的多个平行的端斜线表示弧形槽的位置，三个方向角度错开，从而在纤维网内的纤维之间构建出更加均匀、致密、稳定的缠结点结构。

实施例2：一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺，包括以下步骤：

a、纤维原料制备：a1、纤维主料制备：将纤维主料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维10份、聚丙烯短纤维40份、粘胶纤维18份、竹纤维8份，上述纤维主料经过混合、开松后制成混合主纤维；a2、纤维辅料制备：将纤维辅料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维25份、聚丙烯短纤维15份、粘胶纤维12份，上述纤维辅料经过混合、开松后制成混合辅纤维；b、梳理成网：通过梳理机将混合主纤维梳理成主纤维层，在主纤维层的上侧将混合辅纤维梳理成辅纤维层，主纤维层、辅纤维层交替分布，制得总层数为大于等于3的奇数层、克重为42g/㎡的纤维网，本实施例中总层数为5层；c、正反水刺：如图1所示，将纤维网1通过牵引机牵引至水刺区ⅰ2，纤维网进入水刺区ⅰ之前经过喷淋区3，喷淋区3的喷头对纤维网进行预湿处理，预湿处理后的纤维网经过一组压紧辊后进入水刺区ⅰ，水刺区ⅰ中的水刺组件ⅰ对纤维网进行一次水刺，水刺组件ⅰ中的水刺头垂直于纤维网的正面，水刺头ⅰ的压力为60bar；一次水刺后的纤维网通过牵引机牵引至水刺区ⅱ4，水刺区ⅱ4中的水刺组件ⅱ对纤维网进行二次水刺，水刺组件ⅱ中的水刺头垂直于纤维网的反面，水刺头ⅱ的压力为35bar；d、轧液烘干：二次水刺后的纤维网经过轧液机轧液后经过烘干、冷却后得到抗拉抗皱水刺无纺布。

水刺区ⅰ与水刺区ⅱ之间设有处理槽5，处理槽5内的处理液按以下重量份组成：渗透剂4份、柔软剂6份、水450份，一次水刺后的纤维网浸入处理液的时间为25min。步骤d中，二次水刺后的纤维网依次进入烘干区ⅰ6、烘干区ⅱ7，烘干区ⅰ的温度为100℃，烘干时间为10min；烘干区ⅱ采用热风循环烘干，烘干区ⅱ的温度为75℃，烘干时间为45min。

实施例2中的水刺组件ⅰ、水刺组件ⅱ的结构与实施例1中的相同。

实施例3：一种抗拉抗皱水刺无纺布制备工艺，包括以下步骤：

a、纤维原料制备：a1、纤维主料制备：将纤维主料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维8份、聚丙烯短纤维35份、粘胶纤维16份、竹纤维7份，上述纤维主料经过混合、开松后制成混合主纤维；a2、纤维辅料制备：将纤维辅料按以下重量份准备：聚丙烯长纤维23份、聚丙烯短纤维12份、粘胶纤维11份，上述纤维辅料经过混合、开松后制成混合辅纤维；b、梳理成网：通过梳理机将混合主纤维梳理成主纤维层，在主纤维层的上侧将混合辅纤维梳理成辅纤维层，主纤维层、辅纤维层交替分布，制得总层数为大于等于3的奇数层、克重为36g/㎡的纤维网，本实施例中的总层数为三层；c、正反水刺：如图1所示，将纤维网1通过牵引机牵引至水刺区ⅰ2，纤维网进入水刺区ⅰ之前经过喷淋区3，喷淋区3的喷头对纤维网进行预湿处理，预湿处理后的纤维网经过一组压紧辊后进入水刺区ⅰ，水刺区ⅰ中的水刺组件ⅰ对纤维网进行一次水刺，水刺组件ⅰ中的水刺头垂直于纤维网的正面，水刺头ⅰ的压力为50bar；一次水刺后的纤维网通过牵引机牵引至水刺区ⅱ4，水刺区ⅱ4中的水刺组件ⅱ对纤维网进行二次水刺，水刺组件ⅱ中的水刺头垂直于纤维网的反面，水刺头ⅱ的压力为30bar；d、轧液烘干：二次水刺后的纤维网经过轧液机轧液后经过烘干、冷却后得到抗拉抗皱水刺无纺布。

水刺区ⅰ与水刺区ⅱ之间设有处理槽5，处理槽5内的处理液按以下重量份组成：渗透剂3份、柔软剂5份、水425份，一次水刺后的纤维网浸入处理液的时间为20min。步骤d中，二次水刺后的纤维网依次进入烘干区ⅰ6、烘干区ⅱ7，烘干区ⅰ的温度为95℃，烘干时间为12min；烘干区ⅱ采用热风循环烘干，烘干区ⅱ的温度为70℃，烘干时间为55min。

实施例3中的水刺组件ⅰ、水刺组件ⅱ的结构与实施例1中的相同。

对比例1：三层纤维网均由实施例3中的三层主纤维层叠合而成，其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为39g/㎡。

对比例2：省去实施例3中混合主纤维中的竹纤维，其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为34g/㎡。

对比例3：省去实施例3中处理槽的处理工艺，其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为35g/㎡。

对比例4：采用传统的水刺组件进行水刺处理（无超声波发生器），纤维网与转鼓垂直分布，其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为36g/㎡。

对比例5：省去实施例3中水刺区水刺区ⅰ中转鼓内的超声波发生器，其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为36g/㎡。

对比例6：三层纤维网均由施例3中的三层主纤维层叠合而成，省去实施例3中混合主纤维中的竹纤维，采用传统的水刺组件进行水刺处理（无超声波发生器），其余工艺与实施例3相同，制得的无纺布的克重为39g/㎡。

上述3个实施例、6个对比例制得的无纺布经过抗皱性能检测、抗拉性能检测获得下表的数据：

上表中抗皱回复角测定用yg(b)541d型全自动数字式织物式织物折皱弹性仪检测，纵向断裂力、横向断裂力检测参照gb/t3923.1-1997的测定标准。表格中采用实施例1、实施例2、实施例3中的方法制得的无纺布内部空间结构均匀、抗皱角度回复角均比较大，抗皱性能好，纵向断裂强力、横向断裂强力均较大，而且横向断裂强力、纵向断裂强力的值非常接近，无纺布无论在横向还是纵向均具有良好的抗拉性能。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除