一种双层复合纤维材料及其制备方法、装置、应用与流程

本发明涉及一种双层复合纤维材料及其制备方法、装置、应用，特别是涉及一种双层无纺布以及它的制备方法、装置、应用。
背景技术：
：无纺布，例如热风无纺布、纺粘无纺布、热轧无纺布及水刺无纺布等，用机械方法对其表面进行二次成型(如纹型、打孔等)已被广泛被用于诸如卫生用品等领域，对于单层纤维制品来说，它具备孔和立体效果，但是其存在的缺陷和未解决的问题包括有：1、单层纤维制品的立体保持性很差，尤其是在用它制成尿裤或卫生巾时用胶水粘合在其他材料上时会极大地影响立体效果，也会影响到透气和干爽性；2、美观程度也会受到影响。在此基础上，开发出了双层复合纤维制品，它一层做成3d立体，另一层作为支撑，但是其缺陷和未解决的问题包括有：1、干爽性，透气性和美观度有待提高；2、不够柔软；3、立体效果还有提升空间。图1是现有技术中的一种双层开孔无纺布剖面结构，是由底层33以及其上部的表层32层叠而构成，在表层32上设置有向下凸起的瓦楞结构34，其用于减少表层与皮肤的接触面积，在瓦楞结构34的下部还设置有凸起35，凸起35的下方设置有胶水层36，用于将表层32与底层33相贴合。这种双层无纺布由于采用胶水复合瓦楞成型布和底层无纺布，胶水会在粘合两层材料时粘平或破坏之前瓦楞和凸起结构，胶水也会带来味道或从纤维材料内部渗透到材料表面影响到透气和吸水性，并且胶水粘合通常需要一定的开放时间和施加压力从而破坏成型的立体效果。技术实现要素：本发明的目的是解决现有技术中双层无纺布面料存在的表层与底层透气吸湿性不好的问题，同时解决了双层纤维面料的舒适性、柔软性、立体保持性、接触面积的问题；本发明通过采用在表层上制造出分布于表面的鼓包结构，并且在鼓包结构以及在表层和底层复合连接的区域上打孔而实现；另外本发明的两层复合纤维材料可通过热粘合进行固定连接，而不是使用胶水粘贴来实现；同时，也解决了可以在一个工序中形成鼓包和打孔的制备工艺和设备。本发明第一方面：一种双层复合纤维材料，包括纤维层材质的底层及压在其上部纤维层材质的表层，在表层上分布有向上凸出的鼓包，鼓包和鼓包间设有表层和底层复合的凹陷区；鼓包上开有向下贯通表层的开孔一，其呈上开孔面积大于下开孔面积的倒锥形；在所述凹陷区设倒锥形的开孔二，所述开孔二同时向下贯通凹陷区表层和底层；在鼓包根部周围具有使表层与底层相固定的粘合点。进一步地，所述开孔一和所述开孔二直径范围是0.3～2.0mm；鼓包的直径范围可以是1～20mm之间，鼓包的高度可以是0.1～10mm之间。进一步地，所述的表层的材料采用无纺布，所述的底层的材料采用无纺布或者聚合物，采用聚合物的材料可以是聚乙烯打孔膜等。进一步地，所述的无纺布为采用高分子化学纤维或天然纤维制成。进一步地，所述表层和底层可以是一层或一层以上纤维层。进一步地，所述的纤维层的纤维为0.1～3细旦纤维。进一步地，所述的粘合点可以是连续的或者是不连续分布。本发明第二方面：一种生产双层复合纤维材料的装置，包括凹模、凸模、平板模和上下层复合装置，所述凹模表面上设有用于打孔开孔二的打孔针二，和用于在表层上压制出鼓包的凹模模腔，凹模模腔的表面边沿设有用于压制粘合点的粘合点凸台，凹模模腔内部设有用于打孔开孔一的打孔针一；所述凸模表面上设有凸模凸台，凸模凸台与所述凹模模腔正好相啮合，凸模凸台上表面设有与所述打孔针一相啮合的针孔一，凸模凸台与凸模凸台间的表面上设有与打孔针二相啮合的针孔二；所述的平板膜上设有同样与打孔针二相啮合的针孔三；所述的上下层复合装置可对粘合点进行纤维层粘合加工。进一步地，所述的上下层复合装置为加热装置或超声波成型装置，实现在粘合点的复合纤维层的热粘合。本发明第三方面：一种生产双层复合纤维材料的成型辊组，包括有第一辊、第二辊和第三辊，在第一辊的表面设置有凸模，在第二辊5的表面设置有凹模，第三辊的表面设置有平板模；第二辊分别与第一辊和第三辊啮合；第二辊与第一辊啮合时，打孔针一和针孔一啮合，打孔针二与针孔二啮合，凹模模腔与凸模凸台啮合；第二辊与第三辊啮合时，打孔针二和针孔三相啮合。通过上下层复合装置在第二辊和第三辊啮合时使复合纤维材料在粘合点粘合。进一步地，所述的成型辊组中还包括有：表层基布放卷辊，用于向成型辊组中输送表层材料；底层基布放卷辊，用于向成型辊组上输送底层材料；导向辊，用于导向传送表层无纺布材料；张力收卷辊，用于准备收卷复合成型的纤维材料制品；加工成型后基布收卷辊，用于将成型得到的复合成型的纤维材料制品进行收卷。本发明第四方面：一种双层复合纤维材料的生产方法，包括如下步骤：第1步，将表层纤维材料输送至第一辊和第二辊之间，通过第一辊和第二辊之间的相啮合使表层纤维材料上形成鼓包，在形成鼓包的同时通过模具上的针刺部件分别在鼓包上和鼓包间凹陷处由上至下的在表层纤维材料贯穿纤维材料，以形成开孔一；第2步，第二辊传送第1步处理后的纤维材料继续转动，送至第二辊和第三辊之间，通过第二辊和第三辊之间的相啮合，模具上的针刺部件贯穿底层纤维层上形成开孔二，同时通过第二辊上的粘合点凸台在双层纤维层上压制粘合点，通过上下层复合装置在粘合点位置使表层和底层相粘合，得到成型的双层复合纤维材料。本发明的第五方面：上述双层复合纤维材料的应用的一种个人护理吸收性产品，具有表层和背层以及介于它们之间的吸收芯体，其中的表层和/或背层具有上述的双层复合纤维材料。进一步地，还包括表层和吸收芯体之间的导流层，其中的导流层具有上述的双层复合纤维材料。有益效果本发明提供的双层复合纤维材料的表层纤维材料表面分布有凸出的鼓包结构，鼓包表面上具有开孔结构，且在鼓包外的凹陷区也具有倒锥形截面开孔结构，同时在表层纤维材料鼓包周围的粘合点和底层纤维材料形成的连接固定，比如可采用热粘合的方式，以形成牢固美观和保持性好的立体，这种结构立体效果美观牢固，保持性好，通过设置开孔和凸起的立体效果很好的鼓包及设置鼓包与鼓包之间凹陷间隔以减少上表面的表面积，将该纤维制品作为面层制成的尿裤，卫生巾或其他一次性吸收用品，减少纤维制品和身体的接触面积，改善透气，改善吸收，改善干爽性；也可用于尿裤等一次性吸收用品的背层，改善柔软度和透气性，美观等。另外，本发明的成型辊之间利用本发明的生产方法使凸台和凹槽配合结构，在形成鼓包的同时在其上部进行打孔，之后再在表层和底层的复合区域进行定位打孔，实现了该结构的一次成型加定位打孔，并直接在粘合点上进行复合纤维材料粘合工序，确保打孔效果和鼓包的立体效果和美观性。这是两步法也就是先打孔再做出立体效果不能实现的，两步法很难实现定位打孔在鼓包上，还会在鼓包形成的过程中破坏到孔的形状，并且也很难保证在对纤维层粘合的时候不会破坏立体效果。附图说明图1是现有技术中的一种具有双层瓦楞结构无纺布的剖面结构图；图2是本发明提供的双层复合纤维材料的正面结构图；图3是图2中m-m和h-h上的剖面结构图；图4是凸模的结构示意图；图5是凹模的结构示意图；图6是平板模的结构示意图；图7是本发明提供的双层复合无纺布的生产装置图；图8是图7的a啮合点示意图；图9是图7的b啮合点示意图。其中包括，1、张力收卷辊；2、导向辊；3、第二辊；4、第三辊；5、第一辊；6、底层基布放卷辊；7、表层基布放卷辊；8、加工成型后基布收卷辊；9、打孔针二；10、粘合点凸台；11、打孔针一；12、凹模模腔；13、凹模；14、凸模；15、针孔二；16、凸模凸台；17、针孔一；18、平板模；19、针孔三；20、开孔一；21、鼓包；22、表层；23、底层；24、粘合点；25、开孔二；26、鼓包空腔。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“深度”、“高度”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明的提及的装置或元件的“形状”、“排列方式”等表述词，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须以所述的表述进行对本发明的限制。本发明提及的双层纤维材料是由表层和底层材料复合叠加而构成，表层材料用于直接与皮肤等作用部位所接触，因此，本发明说明书中所提及的“上方”、“上”、“顶层”、“表层”、“上部”等方位的指代，在无特别说明的情况下，是指偏向于表层面料的一侧；与之相对应的，“下方”、“下”、“底部”、“下部”等方位的指代则是指朝向于底层材料的一侧。该方位的指代也可以应用于其它的鼓包、凸模、凹模等部件的方位描述。本发明中所述的“倒锥形”是用于表述开孔的形状，在鼓包上形成开孔之后，开孔靠近上方的一侧半径较大，而位于鼓包下方的一侧半径较小，从剖面上看去时，锥形的尖端朝下，因此称为倒锥形。本发明说明书提及到的“上层无纺布与下层无纺布之间相互复合”、“相互连接”等类似用语，是指上层无纺布除了鼓包以外的部位上有部分区域与下层无纺布之间复合连接，或者说也就是鼓包根部一侧的下方中的部分区域与下层无纺布复合，例如通过粘合点进行连接固定；根据本发明的技术构思，不应该将“上层无纺布与下层无纺布之间相互复合”理解为下层无纺布也同时嵌入鼓包内部与上层无纺布整体性地连接复合，否则就无法形成鼓包结构。本发明中的“鼓包”结构是指由上层面料的表面部分区域凸起之后与下层面料之间形成的空腔状结构。实施例1本发明所提供的双层复合纤维材料正面看时，其结构如图2所示。在图2中，鼓包21上部的开孔一20在其表面上均匀分布，但在其它实施例中可以不用所有的鼓包21都设有开孔。在鼓包21间的凹陷区均匀设有开孔二25，同样，本发明的开孔二25的分布方式应理解为不限于图2中的方式。在鼓包21根部周围区域还分布有向下方凹陷的粘合点24，粘合点24的作用是用于定位粘合紧邻鼓包21根部外侧的表层22和同一区域的底层23，既可以保证鼓包21的立体效果以及柔软度，也可以保证鼓包21的外形轮廓清晰，还可以提高双层纤维无纺布的拉伸强度。本实施例中采用超声波技术将表层和底层用热粘合的方式连接在一起，既可以保证连接的强度，还可以保证鼓包21的柔软和打孔部分的柔软，避免使用胶水粘接带来的缺点。现有技术中的双层无纺布采用胶水复合打孔成型布和底层无纺布，胶水会在粘合两层材料时粘合会并破坏其凸出结构，胶水也会带来味道或从纤维材料内部渗透到材料表面，胶水粘合通常需要一定的开放时间和施加压力从而破坏成型的立体效果。本发明所提供的双层复合纤维材料的剖面结构如图3所示，而图3中显示了在图2的m-m和h-h处的剖面图，包括有底层23及压在其上部的表层22，在表层22上分布有向上凸出的鼓包21，在鼓包21上设置有向下凸出的倒锥形的开孔一20；在表层22的鼓包21的四周的设置有使表层22与底层23相固定的粘合点24。图4、图5和图6分别显示了生产本发明的双层复合纤维材料的装置中包括的凸模14、凹模13和平板模18。凹模13平板表面上设有凹模模腔12，凹模模腔12内部设有打孔针一11，凹模模腔12在凹模13表面上的边沿设有粘合点凸台10。凹模模腔12间的表面上设有打孔针二9。粘合点凸台10的高度不高于打孔针二9。凸模14平板表面上均匀分布凸模凸台16，凸模凸台16上设有针孔一17，凸模凸台16间的平板表面上设有针孔二15。凹模模腔12与凸模凸台16具有对应关系，针孔一17与打孔针一11具有对应关系，针孔二15与打孔针二9具有对应关系。平板模18的表面上设有针孔三19，针孔三19与打孔针二9具有对应关系。图7显示了一种生产双层复合纤维材料的成辊组的一个实施例。第一辊5表面上设有凸模模具，第二辊3表面上设有凹模模具，第三辊4表面上设有平板模具。表层纤维材料从表层基布放卷辊7，通过导向辊2输送至第一辊5和第二辊3之间，通过第一辊5和第二辊3之间模具的相啮合使表层纤维材料上形成鼓包21，啮合方式如图8所示，在当凸模凸台16嵌入凹模模腔12中时，打孔针一11也会嵌入针孔一17中，就将被压出的鼓包21刺破形成开孔一20，由于刺破的动作是从鼓包21的上部向下部进入的，就会使开孔一20的微观结构上形成倒锥形的结构。并且相似的由于打孔针二9和针孔二15的啮合，从上到下方向贯穿表层纤维层，在表层22上形成开孔二25；第二辊3继续传送处理后的纤维材料继续转动，送至第二辊3和第三辊4之间，底层纤维材料从底层基布放卷辊6，通过导向辊2也传送至第二辊3和第三辊4之间，通过第二辊3和第三辊4之间模具的相啮合，啮合方式如图9所示，模具上的针刺部件贯穿底层纤维层上并通过表层22上的开孔二25，形成同时贯通底层23和表层22的开孔二25，同时通过第二辊3上的粘合点凸台10在双层复合纤维层上压制出粘合点24，为了制备本发明的双层开孔纤维材料，需要在第三辊4上还安装一个上下层复合装置，如超声波复合装置，在粘合点24位置进行纤维层粘合。成型的双层复合纤维材料通过导向辊2、张力收卷辊1至加工成型后基布收卷辊8，完成成卷成型双层复合纤维材料。第二辊3的凹模模腔12上边沿外侧的粘合点凸台10可以在对本纤维材料的二次加工中，同时完成双层纤维材料的复合，这样保证了成形布的凹陷区表层22开孔和底层开孔的准确区域对应，省去了三次加工可能带来的变形，此外双层厚度高于单层，因此倒锥形开孔具有更好的减少液体回渗到表层无纺布表层22的机会，保证了产品的透气性，立体性和舒适型。本实施例中，粘合点凸台10是不连续的圆弧，但需要理解的是，其也可以是连续的，或者是其它形状。本实施例中的开孔一20开在鼓包21上，孔经由表层无纺布的上表面，表层无纺布和表层无纺布下表面呈自上而下的锥形延伸至鼓包21的内部，这也就形成了鼓包21上表面，锥孔底部和鼓包21底部三个层面，液体可以经由锥孔渗透到鼓包21内部，再经鼓包21底部渗透到产品内部，和/或经由鼓包21之间凹陷区开孔二25渗透到产品内部，鼓包21上的开孔一20和凹陷区的开孔二25都很好的减少液体回渗到表层无纺布表层22的机会，从而确保产品的干爽。同时，凹陷区的开孔二25，减少了本发明复合纤维材料的表面积，所以与身体接触面积减少，增加了舒适感，透气度。并且由于开孔二25贯通了多层纤维层，其倒锥形微观结构也会更牢固，立体效果以及防液体渗回的效果更好。在一个实施方式中，可以将上述的双层无纺布材料应用于尿裤表层，采用的材料示例性地如下：第一层纤维无纺布：2.0旦双组分热风无纺布，基重26克/平米。第一层纤维无纺布：2.0旦双组分热风无纺布，基重22克/平米。打孔和3d成型：采用机械穿刺和热定型，其中针的根部直径为1.2毫米，工作温度为90℃；双层复合纤维材料粘合：采用超声波技术，其中辊子表面温度为90℃；在另一个实施例中，采用热加热装置，使第二辊和第三辊表面温度达到90℃，从而实现复合纤维材料在粘合点的热粘合。在本实施例中，形成的鼓包21直径是7mm，开孔直径是0.7mm，鼓包21高度在1.3mm，每个鼓包21上都开有4个开孔一20，每个凹陷区都开有4个开孔二25。对照例1采用与实施例1中相同的上下层无纺布面料，制造的工艺是首先通过在上层无纺布面料上进行打孔，以形成0.7mm直径的针孔，再通过成型辊在上层无纺布面料上形成直径7mm、高度1.3mm的鼓包，使针孔位于鼓包上。其它条件与实施例1均相同。实施例1得到的面料对照例1得到的面料干爽性增加(回渗减少)0.08克0.4克滑渗量0.4克1.5克回渗量和滑渗量均为数值越小越好。当前第1页12