一种可冲散水刺无纺布的研制_王作刚.pdf

纺织报告|FANGZHI BAOGAO27随着现代工艺技术的不断发展和进步，加上人们环境保护意识的不断增强和全球化绿色浪潮的兴起，越来越多的政府和企业加强了对绿色环保、健康高效产业的关注和重视，强化了对周边环境的保护。可冲散水刺无纺布凭借其健康、环保、高效、安全等优势，在行业内得到了较多关注。因此，分析可冲散水刺无纺布具有重要的理论意义和现实价值。1 项目背景近年来，随着一次性个人护理用品在全世界范围内的普及，由其引发的连续性环境保护问题也受到了社会各界人士的广泛关注，该产品的材料领域研究成为现阶段的热点。可冲散水刺无纺布研究主要有两大方向：一是利用特定或者改性黏合剂实现水可冲散性；二是原料和工艺上的特殊化和差异化，即选用具有特殊纤维结构的原料和工艺方法，使所得非织造布接触水后发生解缠分散1。一种可冲散水刺无纺布的研制王作刚，张 磊（南通通州江华纺织有限公司，江苏 南通 226003）Development of a kind of flushable spunlaced non-woven fabricWang Zuogang,Zhang Lei（Nantong Tongzhou Jianghua Textile Co.Ltd.,Nantong 226003,China）Abstract The spunlaced non-woven fabric has many advantages such as poor hydrophilicity,good air permeability,strong flexibility and weak irritation in the process of practical application.In the follow-up treatment,there are many advantages such as non-toxic and pollution-free,so it has a wide range of applications in the textile industry.Taking a kind of flushable spunlaced non-woven fabric as the research object,this paper analyzes the key technical support of the development of flushable spunlaced non-woven fabric based on the background analysis,studies the practical application of the flushable spunlaced non-woven fabric,in order to bring more reference for the development and subsequent application of the flushable spunlaced non-woven fabric in China.Key words flushable spunlaced non-woven fabric;technical support;practical application本研究提出的一种可冲散水刺无纺布的研制是一种可冲散全降解水刺无纺布的完整制备过程，采用15.0%30.0%的黏胶纤维、5.0%10.0%的天丝和木浆粕等材料，按照相应的质量分数制备而成，最终制得的产品不仅可冲散性能良好、生产效率高、同等条件下的产量大、外观结构设置新颖，还能利用可冲散水刺无纺布工艺流程短、制得次品率低等优势形成规模发展产业，实现更有效的应用。根据提出的制作方法，最终得到的可冲散水刺无纺布主要是木浆复合水刺非织造布本体，该本体由纤维网层和原木浆层两部分组成，纤维网层是由黏胶纤维和涤纶纤维经复合制作而成，位于纤维网层上方的原木浆层与纤维网层相互复合，再经过水刺加固工艺制成木浆复合水刺非织造布本体2。本研究提出的一种可冲散水刺无纺布中，无纺布层是由木纤维和棉花纤维无序地相互缠结而成，木纤维可以采用本色木纤维，棉花纤维可以采用本色棉花纤维，且无纺布层白度可设置在投稿日期：2023-01-20作者简介：王作刚（1985），男，安徽芜湖人，助理工程师，本科；研究方向：功能型水刺无纺布在医卫用品应用上的差异化和水刺无纺布复合工艺等。摘要水刺无纺布在实践应用过程中具备亲水性差、透气性良好、柔韧性强和刺激性弱等优势，在后续处理过程中还有无毒、无污染等优势，因此，其在纺织产业中应用较为广泛。文章以一种可冲散水刺无纺布为研究对象，在探究可冲散水刺无纺布研制背景的基础上，分析了研制可冲散水刺无纺布的关键技术支撑，对可冲散水刺无纺布的实践应用进行了研究，以期为我国可冲散水刺无纺布的研制和后续推广使用提供更多参考。关键词可冲散水刺无纺布；技术支撑；实践应用中图分类号：J523.1文献标志码：ATechnology科技FANGZHI BAOGAO28纺织报告|FANGZHI BAOGAO30.0%70.0%。在选择木纤维和棉花纤维的过程中，其中一种或两种也可以采用白色纤维，木纤维和棉花纤维的长度可以设置在3.0012.00 mm3。2 关键技术为了解决可冲散水刺无纺布研制存在的技术问题，本研究提供了一种竹浆粕可冲散水刺无纺布及其制作方法，选用特定材料通过特殊湿法水刺非织造工艺制得，不仅能解决在后加工过程中湿巾精华液作用造成的分散性能下降问题，而且其原料易得、生产成本低，有利于形成规模化生产，获得较高的市场竞争力和经济效益。本研究提出的可冲散水刺无纺布研制具体技术方案，依托质量分数为10.0%80.0%的竹浆粕、0%60.0%的木浆粕、10.0%60.0%的人造纤维素纤维，经湿法成网水刺缠结工艺制成，所述竹浆粕可冲散水刺无纺布的克重为4080 g/m2。为保证最终成品的质量，在选择基础原材料时采用了盘磨后叩解度在1214 SR的竹浆粕，保证浆粕中的纤维长度为1.802.40 mm，细度为11.016.0 m，纤维截面为椭圆中空。在原材料的选择上，本研究选用竹浆粕作为原材料之一，是因为我国是世界上竹子资源最丰富的国家，竹子种类、竹林面积和竹资源蓄积量均居世界首位，素有“竹子王国”之称。在发明生产中，采用的纤维成网方式为湿法成网，因此，要求纤维能在水中均匀分布，不易絮聚和成团。由于纤维的长度、线密度之比越大，纤维在水中越难分散，越易成团，而纤维的长度分布越窄，在同样条件下越易于对纤维进行控制，纤维越易分散，本发明选用的竹浆粕中的纤维长度在1.802.40 mm，细度为11.016.0 m，原料浆粕叩解度为1214 SR，且纤维截面为椭圆中空，而目前广泛使用的针叶木浆粕纤维长度在2.564.08 mm，细度在40.954.9 m，叩解度811 SR，纤维截面为不规则多边形。与针叶木浆粕相比，竹浆粕具有纤维长度小、细度小、截面为椭圆型中空结构的特点，能减少纤维在水中发生絮聚和成团的情况，在水刺过程中缠结程度相对较低，进而提高湿法纤网质量，这对保障产品分散性能更为有利4。水刺保障制得的可冲散水刺无纺布质量符合预期，以未经过漂白加工处理的本色竹浆粕为基础原材料，能保障最终制得的产品外观呈现竹纤维天然本色，具有天然、绿色、环保的特点，不仅能满足市场需求，而且能简化工艺和降低成本。人造纤维素纤维为黏胶纤维、竹纤维或天丝纤维，纤维长度为5.0012.00 mm，纤维细度为0.13.3 dtex，竹浆粕可冲散水刺无纺布的克重为4080 g/m2。可冲散水刺无纺布的制作方法主要包括以下步骤：（1）将竹浆粕、木浆粕按配比一同加入带有挡浆板的碎浆池中，通过偏心转子的旋转使竹浆粕和木浆粕发生碎解，然后经过多道盘磨工序使浆粕充分碎解，制成质量分数为1.0%5.0%的浆粕混合液。（2）按配比分别将人造纤维素纤维送入卸料池，在卸料池中完成纤维分散，制成质量分数为0.1%1.0%的纤维浆液，然后与浆粕混合液按比例混合制成0.1%0.5%的纤维混合浆液，再对纤维混合浆液进行过滤，过滤掉浆液中的杂质以及除去浆液中的纤维团，保证浆液中的纤维呈单纤维状态。（3）将过滤后的纤维混合浆液送入斜网成型机，经过斜网成型机上的预水刺头，在2040 bar（1 bar=100 kPa）的水刺压力下进行预固结形成纤网，然后对纤网再次脱水，控制纤网含水率在50.0%65.0%。在此过程中，需要在斜网预刺后将其转移至水刺之前进行二次脱水，保证纤网内的水分处于50.0%65.0%，为纤网提供转移所需强力，满足低克重产品的生产需要。该步骤主要是为了方便低克重纤网的转移。对于短纤维网来说，在没有有效纤维缠结的情况下，纤维网的强力主要来自纤维素纤维间的氢键作用。笔者经过研究发现，当短纤维网的含水率接近50.0%时，氢键的作用力会急剧上升，而经过预刺之后纤维网的含水量高于70.0%，因此，需要经过二次脱水使纤网内水分处于50.0%65.0%，有效提升纤网的强力，便于湿法纤网从成型机顺利转移到水刺机上进行后续加工。（4）将脱水后的纤网引入水刺系统中，在经过表面包覆镀镍钢丝网或聚酯网的水刺转鼓或水刺平网上，采用3080 bar的水刺压力按低压、高压、低压的顺序配置，使纤网充分固结，并减少水刺过程中浆粕的流失，防止人造纤维素纤维粘网，水刺加固后的纤网经过抽吸装置，去除材料中多余的水分，再经过烘燥系统及在线检测后制成竹浆粕可冲散水刺无纺布。由于竹浆粕纤维细而短，在水刺加工过程中会受到高压水流的冲击作用，极易造成竹浆粕的流失并使流失的微细纤维粘连在钢丝网上。因此，对钢丝网进行镀镍处理可以改善脱水效果，有效减少钢丝网上微细纤维的粘附。在常规情况下，采用90目钢丝网，竹浆粕等微细纤维流失率在20.0%30.0%，通过增加钢丝网的密度可以减少微细纤维的流失，因此，应优选100目以上的钢丝网。当上述技术方案存在一定问题时，可以选择另一优选方案：在水刺工序采用直径为0.15 mm聚酯单丝编织的100110目聚酯网与蜂巢结构转鼓套筒体组成的复合水刺转鼓，同时对聚酯网进行树脂整理，降低微细纤维对聚酯网的黏附率，减少水刺过程中浆粕的流失。不过聚酯网的目数过高会影响水刺抽吸辊筒的脱水性能，进而影响水刺纤网的布面效果；聚酯目数过低会使纤维在水刺过程中流失过多，同时会出现粘网的情况。使用聚酯网+蜂巢结构转鼓套筒体的组合，可以缩小聚酯网与转鼓套筒的接触面积，进而提升其脱水性能。本发明采用多段盘磨工艺的设计，能解决现有技术采用一道盘磨时碎解质量不高的技术问题。在多道盘磨的工艺设计中磨盘规格不同，磨盘根据磨浆的过程可分为3个区域，分别为破碎区、粗磨区、精磨区，精盘磨的磨盘中破碎区的比例相比其他区域更低，间隙不同，精盘磨的静盘与动盘间隙更小，能使浆粕充分碎解，提高浆的质量。此外，为进一步优化水刺工序，此次采用低压力多级王作刚，等：一种可冲散水刺无纺布的研制纺织报告|FANGZHI BAOGAO29水刺工艺，采用57个水刺头的工艺配置。其中，1#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、3035 bar水压；2#4#水刺头使用0.12 mm孔径水针板、4580 bar水压，分别进行正反面水刺；5#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、4050 bar水压。或者，1#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、3035 bar水压；2#6#水刺头使用0.12 mm孔径水针板、4070 bar水压，分别进行正反面水刺；7#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、3545 bar水压，以此保证纤网在接受必要的水针能量时不会流失过多，导致水压过低，进而达不到设计的缠结效果，造成产品的使用强力不足，同时还能规避水压过高导致细小纤维的较多流失，有利于节约成本以及保障产品布面的均匀性。本研究提出的可冲散水刺无纺布研制方案充分利用我国丰富的竹子资源，降低对进口针叶木浆粕的依赖，选择的竹浆粕可冲散水刺无纺布采用100.0%可降解的纤维素纤维，具备环境友好性，同时洁净的生产工艺较大程度地保留了竹子的抑菌性和原生色泽，为可冲散湿巾的差异化开发提供了原料基础。3 实际应用本研究提出的可冲散水刺无纺布克重为50 g/m2，是由60.0%的本色竹浆粕（经盘磨后叩解度在13 SR，浆粕中的纤维长度为1.802.40 mm，细度为1116 m，纤维截面为椭圆中空）、5.0%的木浆粕、35.0%的人造纤维素纤维（长度为512 mm，纤维细度为0.13.3 dtex的黏胶纤维）组成。将竹浆粕、木浆粕按配比一同加入带有挡浆板的碎浆池中，通过碎浆池中偏心转子的旋转使竹浆粕和木浆粕发生碎解，然后经过多道盘磨工序，一般采用3道盘磨工艺，浆液先经过一道粗盘磨，再经过两道并联的精盘磨，使浆粕充分碎解后制成质量分数为4.0%的浆粕混合液。接着，按配比分别将人造纤维素纤维送入卸料池，在卸料池中完成纤维分散，制成质量分数为0.6%的纤维浆液，再与浆粕混合液按比例混合制成质量分数为0.4%的纤维混合浆液。对纤维混合浆液进行过滤，除去浆液中的杂质以及纤维团，保证浆液中的纤维呈单纤维状态。将过滤后的纤维混合浆液送入斜网成型机，经过斜网成型机上的预水刺头，在25 bar的水刺压力下进行预固结形成纤网，然后对纤网再次脱水，控制纤网含水率在55.0%。将脱水后的纤网引入水刺系统，再经过表面包覆聚酯网的水刺转鼓，此时采用直径为0.15 mm聚酯单丝编织的110目聚酯网与蜂巢结构转鼓套筒体组成的复合水刺转鼓，同时对聚酯网进行树脂整理，采用低压力多级水刺的工艺：采用5个水刺头的工艺配置。其中，1#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、35 bar水压；2#4#水刺头使用0.12 mm孔径水针板、80 bar水压，分别进行正反面水刺；5#水刺头使用0.10 mm孔径水针板、50 bar水压。水刺加固后的纤网经过抽吸装置去除材料中多余的水分，再经过烘燥系统及在线检测后制成竹浆粕可冲散水刺无纺布。将发明的竹浆粕可冲散水刺无纺布与普通可冲散材料经精华液浸泡30天后的可冲散性能对比测试，结果如表1所示。由表1可知，在相同条件下，竹浆粕可冲散材料的筛网通过率为90.3%，而普通可冲散材料的筛网通过率仅为63.4%，也就证明了本研究提出的可冲散水刺无纺布的设计制造具备较强的可行性。表1 筛网通过率结果对比示意指标55 g/m2竹浆粕可冲散水刺无纺布66 g/m2普通可冲散水刺无纺布浸泡时间精华液浸泡 30 天精华液浸泡 30 天浸泡溶液湿巾精华液湿巾精华液晃动箱晃动时间/min2020筛网孔径/mm12.5012.50筛网通过率/%90.363.44 结语本研究以一种可冲散水刺无纺布为研究对象，在探究上述可冲散水刺无纺布研制背景的基础上，分析了研制可冲散水刺无纺布的关键技术支撑，最后对可冲散水刺无纺布的实践应用进行了研究，得出了可冲散水刺无纺布设计存在较强的科学性和可行性，能为我国可冲散水刺无纺布产业的进步奠定基础。参考文献1 黄洪英.提高水刺无纺布型涤纶短纤维品质的措施J.聚酯工业，2020（3）：40-44.2 杨树成，刘春霞.水刺无纺布在家纺中的研究与应用J.天津纺织科技，2017（1）：22-26.3 郝永涛.A.C elli公司针对卫生纸和无纺布市场推出TANDEM复卷机J.中华纸业，2015（22）：44-47.4 余仕发.水刺无纺布原纸的生产实践J.生产实践，2017（8）：24-29.王作刚，等：一种可冲散水刺无纺布的研制