一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体的制作方法

本发明属于气流成网干法造纸
技术领域：
，还涉及一种非织造布的生产方法。
背景技术：
：不同于湿法造纸技术，吸收芯体(亦有称为膨化芯材)是以几毫米长的木浆纤维为主要原料，通过气流成网及不同固结方法生产非织造布的一种新方法，以下称吸收芯体。该技术以超短纤维为主要原料,亦可以混合高分子吸水颗粒以及其他原料分散到快速流动的气流中，并借助于真空或压力等方式使混合好的物料平铺在运行的网带上,通过乳液粘合、热粘合、或这几种粘合方式的组合进行粘合成纸。这种技术可生产出各种不同厚度、不同柔软度、不同吸液性的材料。其产品主要用于妇女卫生用品、成人失禁用品等一次性用即弃卫生用品，亦可用于湿巾，揩布，食品垫，保湿(如面膜)，宠物垫及过滤材料等。吸收性芯层是一次性用即弃卫生用品的一种重要组成部分。现在生产的生产厂家通常直接使用气流成网干法制造的吸收芯体作为产品的吸收性芯层,用其来俘获并保持尿液或其他体液,进而简化生产工艺,提高生产能力及效率。申请人在先申请的中国专利cn2012105239411公开了一种多组压光处理的用于液体吸收的薄型无尘纸，其提供的无尘纸可以作为一次性用即弃卫生用品的芯材，但材质柔软度有所欠缺。在实际研究中我们发现，高吸收、超薄、超柔软三个特性在实际的吸收芯体产品设计时是相互制约的，具有一定厚度以容纳具有吸水性能的sap和纤维素纤维是吸收芯体能够吸液的基础，如cn2012105239411所述，加入乳液会导致吸收芯体吸收能力下降，但该文献中提供的技术方案其柔软度亦不甚理想，因此如何在现有的产品配方和生产工艺基础上，通过优化配方和制造工艺提供一种高吸收、超薄、超柔软的的吸收芯体成为现有技术中亟待解决的问题。技术实现要素：为解决前述问题，本发明通过气流成网方法生产一种结构新颖的，高吸收，超薄，超柔软一次性卫生用品用的高效吸收芯体。该产品由卫生衬纸做为底衬，与气流成网工艺生产的高分子吸收芯体在线复合而成。具体地，该产品由依次排列并且层压在一起的各层构成，第一层是卫生纸底衬；第二层和第三层是均由气流成型和真空抽吸工艺铺装的纤维素纤维及高分子吸水树脂(sap)组成，第四层为气流成型和真空抽吸工艺铺装的纤维素纤维并在该层上施加乳液，其中各层间能相互连通。该吸收芯体因其独特的结构设计和制造工艺,具有高吸收，超薄，超柔软的特点。为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：提供一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体，所述的吸收芯体为层状结构，所述层状结构依次包括：第一层,由卫生纸形成的底衬层，其中底衬层的质量占该吸收芯体总质量的8％～15％；第二层,气流成型和真空抽吸工艺铺装在第一层上的纤维素纤维和高分子吸水树脂(sap)，所述第二层能与第一层液体连通，第二层的质量占吸收芯体总质量的30-40％；第二层中的纤维素纤维约占吸收芯体总质量的18-25％，高分子吸水树脂(sap)占吸收芯体总质量的10-16％。第三层,气流成型和真空抽吸工艺铺装在第二层上的纤维素纤维和高分子吸水树脂(sap)，第二层能与其它层液体连通，第三层的质量占吸收芯体总质量的25-35％；第三层中的纤维素纤维约占吸收芯体总质量的15-22％，高分子吸水树脂(sap)约占吸收芯体总质量的10-16％。第四层，气流成型和真空抽吸工艺铺装在第三层的纤维素纤维及可选的高分子吸收树脂(sap)，所述第四层能与其它层液体连通，第四层的质量占吸收芯体总质量的18-25％；第四层中纤维素纤维的含量占吸收芯体总质量的10-20％，高分子吸收树脂(sap)的含量占吸收芯体总质量为0～5％；在第四层表面施加乳液，乳液的施加量为吸收芯体总质量的3-6％。所述的一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体，进一步的，底衬层的质量占该吸收芯体总质量的10％～15％，第二层的质量占吸收芯体总质量的32-37％；第二层中的纤维素纤维约占吸收芯体总质量的20-23％，高分子吸水树脂(sap)占吸收芯体总质量的11-14％；第三层的质量占吸收芯体总质量的27-33％，纤维素纤维约占吸收芯体总质量的16-21％，高分子吸水树脂(sap)约占吸收芯体总质量的11-14％；第四层的质量占吸收芯体总质量的20～25％，纤维素纤维含占吸收芯体总质量的15-20％，高分子吸水树脂占吸收芯体总质量的0～2％，乳液的施加量为吸收芯体总质量的4～5％。所述一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体，进一步的，第四层中不含有高分子吸水树脂(sap)。所述的纤维素纤维选自经过处理或未经过处理的绒毛浆、针叶木浆、阔叶木浆、草浆、化学浆、化学机械浆、热机浆的纤维及其混合物,其长度大约为2-5mm,并且具有多种形态。所述的高分子吸水树脂(sap)选自聚丙烯酸酯、淀粉接枝共聚物、交联的羧甲基纤维素衍生物、皂化了的丙烯酸酯-乙烯系共聚物、改性的交联聚乙烯醇、中和了的交联聚丙烯酸、交联聚丙烯酸盐、水解了的淀粉-丙烯腈接枝共聚物等，优选聚丙烯酯，更优选lg化学的gs301或日本触媒的l521。所述乳液选自醋酸乙烯酯—乙烯型乳液、丙烯酸酯类乳液、苯乙烯—丁二烯类乳液、苯乙烯丁二烯—丙烯酸类乳液或聚乙烯醇及其混合物，优选醋酸乙烯酯—乙烯型乳液，更优选vinnapas192乳液。所述的一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体，进一步的，所述吸收芯体采用以下方法制造：首先在15～40℃的温度以及50～80％的相对湿度条件下采用气流成型和真空抽吸方法依次于第一层的底衬层上形成第二层、第三层和第四层，再经过预热压、压花辊第一次压光处理后再于第四层表面施加乳液；施加乳液后再经过干燥固化、光辊第二次压光处理；再经喷水处理、烘干处理后得到吸收芯体。预热压处理的温度为60～120℃，压力为15～45n/mm线压力。第一次压光处理的温度为90～150℃，压力为60～90n/mm线压力。第二次压光处理的温度为90～120℃，压力范围在5-45n/mm，优选为10-30n/mm。所述的一种气流成网工艺制造的超柔软高效吸收芯体，进一步的，定量范围为80-130g/m2，优选90～120g/m2，厚度不高于1.0mm，柔软性指标不大于25mn·cm。本发明涉及的气流成网吸收芯体在结构上具有结构新颖的，高吸收，超薄，超柔软的特点；保持了现有常规液体吸收芯体吸液性能大的特点，仅在第四层表面施加乳液但不加入双组分纤维，避免了因双组分纤维粘合效应带来的对高分子吸水颗粒(sap)吸液效果负面影响，同时大大提高了产品的柔软性，通过优选各层的原料配比和制造工艺，既能保证吸收芯体的平整和柔软性，又不损失产品的吸收性能、以满足最终质量要求。在吸收芯体的制作工艺上，通过以压花辊进行第一次压光处理，赋予产品强度和密度梯度，以增加吸收和扩散效果；再通过以光辊进行第二次压光处理，并控制第二次压光处理的压力，来保证材料的平整和柔软性，又不损失产品的吸收性能，达到最终用质量要求。附图说明图1是本发明提供的的超柔软高效吸收芯体的结构示意图；图2是本发明提供的的超柔软高效吸收芯体的制造工艺设备示意图；图1中：a、第一层，b、第二层，c、第三层，d、第四层，e、第四层表面的施加的乳液；图2中：1、退卷机，2、二层成型头，3、三层成型头，4、四层成型头，5、热预压辊，7、压花辊，8、喷胶头，9、第一干燥箱，10、光辊，11、喷水头，12、第一烘箱，13、第二烘箱，14、卷纸机，15、网带连续输送机。具体实施方式下面,本发明将列举具体实施例对本发明的方法、特征及优点作更详细的说明,但并非用以限定本发明的范围,本发明的范围仅受权利要求书的限制。本发明提供的吸收芯体的生产设备采用(moller&jochunsen(m&j)公司)的水平筛网式成型技术设备，其生产流程及设备结构示意图如如图1所示，本发明提供的吸收芯体的生产设备包括退卷机1、网带连续输送机15，二层成型头2、三层成型头3、四层成型头4、热预压辊5、压花辊7、喷胶头8、第一干燥箱9、光辊10、喷水头11、第一烘箱12、第二烘箱13、卷纸机14，所述退卷机用于将卫生纸底衬卷材输送至成型区，所述成型区沿底衬卷材运动方向依次安装二层成型头2、三层成型头3、四层成型头4、热预压辊5、压花辊7、喷胶头8、第一干燥箱9、光辊10、喷水头11、第一烘箱12和第二烘箱13；所述网带输送机靠近退卷机，用于将退卷机输送出的底衬卷材在成型区内持续输送，所述卷纸机14位于用于将在成型区内制作完成的吸收芯体卷绕成卷；所述二层成型头2、三层成型头3、四层成型头4位于网带输送机的输送平面上方；所述吸收芯材的生产工艺为：1)先将退卷机上的卫生纸底衬卷材自由端经过成型区后卷绕在卷纸机上，启动退卷机、卷纸机和网带连续输送机，2)待运行稳定后，将纤维素纤维，高分子吸水树脂(sap)在一层成型头2中均匀混合，通过气流成型及真空抽吸作用，使该混合物经过一层成型头而均匀地铺落在作为第一层材料的卫生纸底衬层上形成第二层；3)将高分子吸水树脂(sap)和纤维素纤维在二层成型头中均匀混合，通过气流成型和真空抽吸铺落到第二层上表面形成第三层；4)将纤维素纤维和可选择性地加入的高分子吸水材料由在四层成型头中均匀混合并通过气流成型及真空抽吸作用铺落在第三层上表面形成第四层；5)步骤4)形成的复合材料继续输送通过热预压辊进行热预压以形成芯体；芯体继续被输送到压花辊进行第一次压光处理(热压复合)，6)将经过压花辊的芯体经过喷胶头，由喷胶头在第四层表面处施加乳液后送往第一干燥箱中，在第一干燥箱中行进过程中完成干燥固化；出第一干燥箱后经过进入光辊进行第二次压光处理(二次热压)；经过压光处理的芯体继续输送至喷水头处进行喷水处理，完成喷水的芯体依次通过第一烘箱和第二烘箱，在烘箱中烘干并实现乳液的最终熟化，得到成品芯体，出第二烘箱的成品芯体再输送一段距离以冷却后由卷纸机14进行卷绕成卷。可以按需求宽度不同，用分切机对成品芯体进行分切。二层成型头、三层成型头、四层成型头均采用(moller&jochunsen(m&j)公司)的水平筛网式成型头。生产条件如下：温度25℃～35℃，相对湿度50％～80％预热压处理的温度为60～120℃，压力为15～45n/mm线压力。第一次压光处理的温度为90～150℃，压力为60～90n/mm线压力。第二次压光处理的温度为90～120℃，压力范围为10-30n/mm线压力。产品测试方法:1.厚度(edana30.5–99)厚度：在两个测量板间，在一定压力(0.5kpa)下测出的距离，单位为mm。测试仪器：数显式厚度测试仪。按照不同产品的要求进行取样、切样，测试的试样尺寸的边缘与仪器上盘边缘不小于5mm；要求在恒温恒湿(23士2℃；相对湿度50％士5％)的条件下，平衡试样至少4小时以上。如果为在线实时检测可以不做平衡，但在进行测量的同时应记录下当时的温度与湿度，以供参考比较。2.定量(edana40.3-90)定量：单位面积的质量即为试样的定量(克重)，单位为g/m2。测定仪器：电子天平(精确到0.001克)，天平外设有屏风防止气流和其他干扰因素对天平的影响。试样要求在恒温恒湿(23士2℃；相对湿度50％士5％)的条件下，平衡试样至少4小时以上。如果为在线实时检测，可以不做平衡，但在进行测量的同时应记录下当时的温度与湿度，以供参考比较。将测定试样放在天平上，当天平的读数稳定后，记录重量，以克表示。定量(亦称克重)(gsm)＝a/b其中：gsm——试样的定量(克重)；a——试样的重量；b——试样的面积。3.抗张强度(edana20.2-89)抗张强度：规定尺寸的试样受到恒速拉伸至断裂时所需的张力。测定仪器：zwick2.5强力测试仪将试样切成200mm×25.4mm的大小，要求在恒温恒湿(23士2℃；相对湿度50士5％)的条件下，平衡试样至少4小时以上，如果为在线实时检测，可以不做平衡，但在进行测量的同时应记下当时的温度与湿度，以供参考比较。按照如下测试参数设定测试程序：最大测量限度100n，测试速度254mm/min，夹距51mm，夹压5bar4.液体吸收和保持能力(edana10.4-02)液体吸收能力：将试样在液体中浸泡10分钟一定时间后，总重量增加的百分比即为试样的吸收能力。液体保持水能力：将试样在液体中浸泡10分钟后，再在容器中放置2分钟，然后将重量为1976g的珐码小心地放置在试样之上，重量增加的百分比即为试样的保水能力。5.柔软性，用挺度，即抗挠刚度度量，单位宽度的试样因其自重弯曲到固定角度时曲率的变化，具体测量方法如(edana50.2-02)挺度测试仪：含实验平台，平台需涂布或覆盖聚四氟乙烯，侧面斜角为41.5°；单面胶滑尺，宽25mm，长255mm，重为40g。(如下图)试样要求：试样尺寸：(25±1)mm×(250±1)mm；试样数量：6片；试样要求在恒温恒湿(23±2℃；相对湿度50±5％)的条件下，平衡4小时以上。测试步骤将单条试样平放在平台上，用单面胶的直尺压住试样，试样一端与平台上的标尺零点对齐。沿标尺方向向前推移直尺，试样在移动过程中因其自重下垂，继续推移直到试样的另一端接近平台侧面的凹槽上；停留10秒，观察并调整使得试样端与侧面凹槽的位置应接近但不相连，记录此时标尺读数c；完成以上测量后，还应从试样的另一端进行再次测量，方法同上。结果计算s＝(avgc/2)3×gsm×10-3其中s：试样挺度(mn·cm)avgc：试样悬垂长度的平均值，即试样进行了两端两面的测量后，共得到c1、c2、c3、c4四个值，计算其平均值。(cm)gsm：试样的定量(g/m2)实施例1-1:本实施例要描述的吸收芯体的总定量为100g/m2,厚度约为0.75mm,其具体原料及结构如下:纤维素纤维、高分子吸水树脂(sap)，乳液和卫生纸组成。纤维素纤维采用的是weyerhausernb416,纤维长约2-5mm；所采用的高分子吸水树脂(sap)为日本触媒的l521；乳液是wacker生产的vinnapas192；卫生纸底衬层为上海东冠的13克吸水衬纸。该吸收芯体中的重量百分比配方如下：纤维素纤维为55％，高分子吸水树脂(sap)为27％，乳液为5％，卫生纸底衬层为13％。结构包括四层,第一层的定量约占产品总定量的13％,第二层的定量约占产品总定量的36.2％,第三层的定量约占产品总定量的29.7％,第四层定量约占产品总定量的21.1％。各组分在各层中的分布如下表中所示。卫生纸纤维素纤维高分子吸水树脂(sap)乳液第一层13％0％0％0％第二层0％22.7％13.5％0％第三层0％16.2％13.5％0％第四层0％16.1％0％5％实施例1-2定量90g/m2原料、及生产条件同实施例1，各组分在各层中的分布如下表卫生纸纤维素纤维高分子吸水树脂(sap)乳液第一层14.4％0％0％0％第二层0％20％12％0％第三层0％21％12％0％第四层0％16.6％0％4％实施例1-3定量110g/m2原料、及生产条件同实施例1，各组分在各层中的分布如下表表1各组分在各层中的分布卫生纸纤维素纤维高分子吸水树脂(sap)乳液第一层11.8％0％0％0％第二层0％23％14％0％第三层0％16％11％0％第四层0％18.2％1％5％实施例1-4定量130g/m2原料、及生产条件同实施例1，各组分在各层中的分布如下表表1各组分在各层中的分布卫生纸纤维素纤维高分子吸水树脂(sap)乳液第一层10％0％0％0％第二层0％23％12％0％第三层0％18％13％0％第四层0％17％2％5％实施例1-1～实施例1-4得到的产品与市售对比产品的的性能检测对比情况见下表通过对比说明本发明产品在吸收，厚度及柔软性上均有明优势。虽然本发明已以优选的实施方案被揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域熟练的技术人员,在不背离本发明的精神和范围内,所作出的更动与修饰,均应属于本发明的保护范围之内。当前第1页12