專利名稱：一種復合無塵紙及其生產工藝和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種結構新穎，同時具有快速液體導流、吸收及保持性能和防返滲性能的復合無塵紙，包括該復合無塵紙的結構、生產工藝和應用。
背景技術：
無塵紙(亦稱為膨化芯材)是以幾毫米長的木漿纖維為主要原料，通過氣流成網及不同固結方法生產出來的。這種技術可生產出各種不同厚度、不同柔軟度、不同吸濕性的材料，其產品主要用于紙尿褲、婦女衛生用品、成人失禁用品等一次性用即棄衛生用品。衛生巾的結構大致可概括為四層面層，吸收層，底層，外包裝。目前無塵紙主要 應用于吸收層，吸收層的上下層由其它材料或輔料構成面層、導流層、速滲層、底層、外包裝等。一般的衛生巾生產中將起到這些不同作用的主要材料及輔料通過復雜的工藝過程結合在一起，生產出安全衛生，高效吸收液體，且干爽舒適的衛生巾產品，其中導流，快速吸收，大量吸收及防返滲是衛生巾的關鍵要求。以上工藝過程較復雜，生產成本高，需要開發一種經濟性強，且不降低衛生巾產品性能的新技術。

發明內容
為了進一步優化創新現有技術，本發明通過氣流成網工藝一次性完成復合無塵紙的生產，同時使得衛生巾產品具有快速液體導流，快速吸收，大量吸收及防返滲的性能，并且減少了衛生巾生產中其它材料的應用種類，減化供應鏈及生產工藝，提高了生產效率。本發明的無塵紙具有新穎的結構，由具有快速導流作用的底襯，和起到大量吸收作用的纖維素纖維、高分子吸水樹脂及其它起到粘結作用的材料通過一定的特殊結構設計在氣流成網工藝中完成的。為達到很好的液體導流效果同時達到具有適當層間結合強度的要求，各層的結構、材料選擇及工藝控制是非常關鍵的。本發明的復合無塵紙，具體結構如下該無塵紙產品由依次排列并且層壓在一起的若干層構成，各層起到不同的主要功能。其中該一次性成型的復合無塵紙產品各層都有不同的結構特征，其中第一層是底襯層，為非織造材料，第二層能與第一層液體連通，并且包括纖維素纖維，粘接材料及高分子吸收材料，第三層能與第二層液體連通，并且包括高分子吸水材料，纖維素纖維和可選擇性加入雙組分復合纖維，第四層能與第三層液體連通，并且包括纖維素纖維、雙組分復合纖維和高分子吸水材料。其中，第一層占該復合無塵紙總定量的8_18%，第二層的定量約占該復合無塵紙總定量的20-32%，第三層的定量占該復合無塵紙總定量的35-45%，第四層的定量占該復合無塵紙總定量的25%-37% ;復合無塵紙總定量為第一層至第四層的總質量和。第一層底襯層的非織造材料，選擇具有速滲或導流功能的無紡布，可以選自紡粘無紡布，熔噴無紡布，熱軋無紡布，熱風無紡布，打孔無紡布，水刺無紡布，衛生紙等。
第二層中，纖維素纖維含量約為40-70質量％，粘接材料(如聚乙烯粉和雙組分復合纖維等)含量約為15-40質量％，高分子吸水材料的含量約為15-30質量％ ；第三層中，纖維素纖維的含量約為30-50質量％，高分子吸水材料含量約為30-50質量％,雙組分復合纖維的含量約為0-20質量％ ；第四層中，纖維素纖維的含量約為60-80質量％，高分子吸水材料含量約為10-30質量％,雙組分復合纖維的含量約為0-20質量％ ；進一步，在該復合無塵紙的兩面噴涂一定溫度和一定量的的水，不僅在生產中起到除塵，更有助于材料很好的復合，并起到產品的表面整飾作用。上述所噴涂的水，可以用乳液替代，如更推薦僅替代第四層的表面上噴涂的水，這樣會更經濟。噴涂的水的質量范圍為總定量的0-6質量％，噴涂乳液的質量范圍為總定量的0-6質量％。所述的纖維素纖維可以選自經過處理或未經過處理的絨毛漿、針葉木漿、闊葉木 漿、草漿、化學漿、化學機械漿、熱機漿的纖維及其混合物，其長度大約為2-5_，并且具有多種形態。所述的雙組分復合纖維可以選自聚丙烯一聚乙烯共聚物、聚對苯二甲酸二乙醋一聚乙烯共聚物和聚對苯二甲酸二乙醋一聚丙烯共聚物及其混合物。雙組分復合纖維的長度大約為3-6mm，纖度約為1. 5-17分特，具有多種截面結構。所述的粘接材料可以選自低密度聚乙烯顆粒或纖維(乙綸)，聚乙烯醇，雙組分復
合纖維等。所述的高分子吸水材料，可以是高分子吸水顆料或纖維，可以選自聚丙烯酸醋、淀粉接枝共聚物、交聯的發甲基纖維素衍生物、皂化了的丙烯酸醋一乙烯系共聚物、改性的交聯聚乙烯醇、中和了的交聯聚丙烯酸、交聯聚丙烯酸鹽、水解了的淀粉一丙烯睛接枝共聚物及其混合物等。所述的乳液可以選自醋酸乙烯醋一乙烯型乳液、丙烯酸醋類乳液、苯乙烯一丁二烯類乳液、苯乙烯丁二烯一丙烯酸類乳液或聚乙烯醇及其混合物。該復合無塵紙的定量為80 - 400g/m2，厚度為O. 8_4mm，抗張強度不小于15N/inch,液體滲透速度小于3. 5秒,液體保持能力大于45g/g蒸懼水。本發明還涉及復合無塵紙的生產工藝，該復合無塵紙是采用氣流成網制造工藝在成形過程中連續生產完成的，具體包括以下步驟I)將底襯層材料輸送到成型區，將粘接材料，纖維素纖維和高分子吸水材料送入到第一成型頭中均勻混合，通過氣流成型及真空抽吸作用，使該混合物經過第一成型頭而均勻地鋪落在底襯材料上，形成第一層和第二層；2)任選的，為取得較好的層間結合效果，在第一成型頭和第二成型頭間設計了預壓輥對第一層底襯材料和第二層材料進行一定的預壓；3)接著將上述第一層和第二層組成的復合層傳遞到第二成型區，將高分子吸水材料和纖維素纖維在第二成型頭中均勻混合，通過氣流成型和真空抽吸鋪落到第一層和第二層上，形成具有三層的復合材料；4)接著進入第三成型區，纖維素纖維、雙組分復合纖維和高分子吸水材料由第三在成型頭中均勻混合并通過氣流成型及真空抽吸作用鋪落在前三層復合材料上，形成四層復合材料；
5)任選的，為獲得更好的穩定結構，將形成的四層復合材料通過熱壓輥以進一步穩定結構；6)接著將上述形成的四層復合材料被輸送到第一噴膠器，對其上面噴涂一定溫度的水或乳液，繼續將此復合材料送往第一干燥箱中進行加熱、烘干固化；7)復合無塵紙由第一干燥箱進入熱壓輥進行厚度調整后，被連續送去第二噴膠器對其另一面進行噴涂一定量的水或乳液，然后送往第二干燥箱及任選的第三干燥箱中再次進行烘干固化而形成復合無塵紙產品；8)任選的將復合無塵紙產品冷卻后進行卷繞成卷；9)任選的將成卷的復合無塵紙產品切成所要求的不同寬度的產品。本發明還涉及復合無塵紙在一次性衛生用品中的用途，包括婦女衛生用品、成人 失禁用品和紙尿褲、食品墊(如魚墊、肉墊等)、寵物墊等。本發明的復合無塵紙具有如下特點和優點(I)產品選用導流性好的無紡布或其它材料，采用一定的結構及工藝設計將無紡布很好地與無塵紙一次性復合在一起，不易分層以滿足后續加工的要求。(2)第二層結構中選用纖維素纖維，粘接材料和高分子吸水材料，通過預壓輥的作用和合理控制，使復合層保持低密度，疏松結構，繼續加強導流，快速吸收并滲透液體的作用。(3)第三層結構中設計有大量的吸水材料并添加高分子吸水劑，幫助大量吸收并保持液體，和上層的結構一起阻止液體回滲到表層。(4)第四層的結構是對第三層進一步的加強作用，增加吸收量及保持效果。(5)本復合無塵紙的兩面在進入烘箱前噴灑一定量的水，水分進入復合層后在后續的干燥過程中有助于增加了該層復合體的微孔結構，加強了導流及吸收功能，并有助于增加層間結合力。(6)采用本發明涉及的生產工藝，由于各組分分布均勻，層間接合完整，將衛生巾結構中不同材料所起到的導流，吸收和防返滲一次性完成。(7)將原來衛生巾結構中需要兩種或兩種以上的材料實現的功能由此一種材料得以實現，可以簡化衛生巾的生產工藝，提高效率。本發明的復合無塵紙的測試方法如下1.厚度(EDANA30. 5-99)厚度在兩個測量板間，在一定壓力(O. 5kPa)下測出的距離，單位為mm。測試儀器數顯式厚度測試儀。按照不同產品的要求進行取樣、切樣，測試的試樣尺寸的邊緣與儀器上盤邊緣不小于5mm ;要求在恒溫恒濕(23 士 2V ;相對濕度50% 士 5%)的條件下，平衡試樣至少4小時以上。如果為在線實時檢測可以不做平衡，但在進行測量的同時應記錄下當時的溫度與濕度，以供參考比較。2.定量(EDANA40. 3-90)定量單位面積的質量即為試樣的定量(克重)，單位為g/m2。測定儀器電子天平(精確到O. 001克)，天平外設有屏風防止氣流和其他干擾因素對天平的影響。
試樣要求在恒溫恒濕(23 士 2°C ;相對濕度50% 士 5%)的條件下，平衡試樣至少4小時以上。如果為在線實時檢測，可以不做平衡，但在進行測量的同時應記錄下當時的溫度與濕度，以供參考比較。將測定試樣放在天平上，當天平的讀數穩定后，記錄重量，以克表示。定量(GSM)==A/B其中GSM —試樣的定量(克重)；A —試樣的重量；B 一試樣的面積。3.抗張強度(EDANA20. 2-89) 抗張強度規定尺寸的試樣受到恒速拉伸至斷裂時所需的張力。測定儀器Zwick2· 5強力測試儀將試樣切成200mm x25. 4mm的大小，要求在恒溫恒濕(23 士 2 V ;相對濕度50 士5%)的條件下，平衡試樣至少4小時以上，如果為在線實時檢測，可以不做平衡，但在進行測量的同時應記下當時的溫度與濕度，以供參考比較。按照如下測試參數設定測試程序最大測量限度100N測試速度254mm/min夾距51mm夾壓5bar4.液體滲透速度(EDANA150. 5-02)液體滲透速度當5ml的O. 9%氯化鈉溶液滲透試樣時，通過電路導電性記錄液體的通過時間，單位為秒。測定儀器Lister液體滲透儀5.液體吸收和保持能力(EDANA10. 4-02)液體吸收能力將試樣在液體中浸泡10分鐘一定時間后，總重量增加的百分比即為試樣的吸收能力。液體保持水能力將試樣在液體中浸泡10分鐘后，再在容器中放置2分鐘，然后將重量為1976g的琺碼小心地放置在試樣之上，重量增加的百分比即為試樣的保水能力。6.抗返滲性能(參考標準EDANA150. 5-02, ERT154. 0-02)取一定尺寸樣品，用測試漏斗加入5ml鹽水，同時計時，5min后,再加入5ml鹽水，從最初計時算起，IOmin后，迅速將已知質量的濾紙若干層(以最上層濾紙無吸液為止)放到試樣表面，同時將1. 2kg標準壓塊壓在濾紙上，重新開始計時，加壓Imin時將標準壓塊移去，用天平稱量試樣表面濾紙的質量，其增加的重量即為返滲值。該值越小，表示抗返滲性能越好。


圖1是本發明的復合無塵紙的結構示意圖。圖2是本發明的復合無塵紙的生產工藝示意圖。其中al為第一層，a2為第二層，a3為第三層，a4為第四層
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明進一步說明，但不限定本發明的保護范圍。實施例1無塵紙的總定量約為175g/m2,厚度約為1. 45mm,其具體原料及結構如下纖維素纖維采用的是Weyerhauser NB416,纖維長約2_5mm。雙組分復合纖維由芯層和皮層組成，芯層為聚丙烯(PP)，皮層為聚乙烯(PE)，纖維長度大約為3-6mm，纖度約為1. 7-3. O分特。無紡布采用22gsm聚丙烯紡粘無紡布，高分子吸水樹脂來自于Sandia-930,或來自Stockhausen, Sumitomo, Shokubai等廠家,本實施例中在第四層上噴涂乳液,來自Wacker公司的Vinnapas 192產品。該復合無塵紙結構包括四層，第一層的定量約占產品總定量的12. 6%，第二層的定量約占產品總定量的27. 4%，第三層的定量約占產品總定量的30%，第四層定量約占產品總 定量的28%，并在第四表面噴涂約總量2%的乳液。各組分在各層中的分布如下列表I中所
/Jn ο表I各組分在各層中的分布
權利要求
1.一種復合無塵紙，其特征在于所述復合無塵紙的結構為第一層是底襯層，為非織造材料，第二層能與第一層液體連通，并且包括纖維素纖維，粘接材料及高分子吸收材料， 第三層能與第二層液體連通，并且包括高分子吸水材料，纖維素纖維和可選擇性加入雙組分復合纖維，第四層能與第三層液體連通，并且包括纖維素纖維、雙組分復合纖維和高分子吸水材料；所述第一層占該復合無塵紙總定量的8-18%，第二層的定量約占該復合無塵紙總定量的20-32%，第三層的定量占該復合無塵紙總定量的35-45%，第四層的定量占該復合無塵紙總定量的25%-37% ;復合無塵紙總定量為第一層至第四層的總質量和。
2.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述第一層底襯層的非織造材料為具有速滲或導流功能無紡布，優選為紡粘無紡布， 熔噴無紡布，熱軋無紡布，熱風無紡布，打孔無紡布，水刺無紡布，衛生紙中的一種；第二層中，纖維素纖維含量約為40-70質量％，粘接材料含量約為15-40質量％，高分子吸水材料的含量約為15-30質量％ ；第三層中，纖維素纖維的含量約為30-50質量％，高分子吸水材料含量約為30-50質量％，雙組分復合纖維的含量約為0-20質量％ ；第四層中，纖維素纖維的含量約為60-80質量％，高分子吸水材料含量約為10-30質量％，雙組分復合纖維的含量約為0-20質量％。
3.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述復合無塵紙的第一層和第四層外噴涂水或乳液，優選在第一層噴涂水，第四層噴涂乳液；噴涂的水的質量范圍為總定量的0-6質量％，噴涂乳液的質量范圍為總定量的0-6質量％。
4.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述纖維素纖維選自經過處理或未經過處理的絨毛漿、針葉木漿、闊葉木漿、草漿、化學漿、化學機械漿、熱機漿的纖維及其混合物，其長度為2-5_，并且具有多種形態。
5.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述的雙組分復合纖維選自聚丙烯一聚乙烯共聚物、聚對苯二甲酸二乙醋一聚乙烯共聚物和聚對苯二甲酸二乙醋一聚丙烯共聚物及其混合物；優選的，雙組分復合纖維的長度為3-6_，纖度為1. 5-17分特，具有多種截面結構。
6.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述的粘接材料選自低密度聚乙烯顆粒或纖維，聚乙烯醇，雙組分復合纖維。
7.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述的高分子吸水材料，是高分子吸水顆料或纖維，選自聚丙烯酸醋、淀粉接枝共聚物、交聯的發甲基纖維素衍生物、皂化了的丙烯酸醋一乙烯系共聚物、改性的交聯聚乙烯醇、中和了的交聯聚丙烯酸、交聯聚丙烯酸鹽、水解了的淀粉一丙烯睛接枝共聚物及其混合物。
8.根據權利要求1所述的一種復合無塵紙，其特征在于所述的乳液選自醋酸乙烯醋一乙烯型乳液、丙烯酸醋類乳液、苯乙烯一丁二烯類乳液、苯乙烯丁二烯一丙烯酸類乳液或聚乙烯醇及其混合物。
9.權利要求1-8任一項所述的復合無塵紙的生產工藝，其特征在于包括以下步驟I)將底襯層材料輸送到成型區，將粘接材料，纖維素纖維和高分子吸水材料送入到第一成型頭中均勻混合，通過氣流成型及真空抽吸作用，使該混合物經過第一成型頭而均勻地鋪落在底襯材料上，形成第一層和第二層；2)任選的，為取得較好的層間結合效果，在第一成型頭和第二成型頭間設計了預壓輥對第一層底襯材料和第二層材料進行一定的預壓；3)接著將上述第一層和第二層組成的復合層傳遞到第二成型區，將高分子吸水材料和纖維素纖維在第二成型頭中均勻混合，通過氣流成型和真空抽吸鋪落到第一層和第二層上，形成具有三層的復合材料；4)接著進入第三成型區，纖維素纖維、雙組分復合纖維和高分子吸水材料由第三在成型頭中均勻混合并通過氣流成型及真空抽吸作用鋪落在前三層復合材料上，形成四層復合材料；5)任選的，為獲得更好的穩定結構，將形成的四層復合材料通過熱壓輥以進一步穩定結構；6)接著將上述形成的四層復合材料被輸送到第一噴膠器，對其上面噴涂水或乳液，繼續將此復合材料送往第一干燥箱中進行加熱、烘干固化；7)復合無塵紙由第一干燥箱進入熱壓輥進行厚度調整后，被連續送去第二噴膠器對其另一面進行噴涂水或乳液，然后送往第二干燥箱及任選的第三干燥箱中再次進行烘干固化而形成復合無塵紙產品；8)任選的將復合無塵紙產品冷卻后進行卷繞成卷；9)任選的將成卷的復合無塵紙產品切成所要求的不同寬度的產品。
10.權利要求1-8任一項所述的復合無塵紙的用途，其特征在于復合無塵紙在一次性衛生用品中的用途，所述一次性衛生用品包括婦女衛生用品、成人失禁用品和紙尿褲、食品墊、寵物墊。
全文摘要
本發明涉及一種復合無塵紙及其生產工藝和應用，該復合無塵紙的結構為第一層是底襯層，為非織造材料，第二層包括纖維素纖維，粘接材料及高分子吸收材料，第三層包括高分子吸水材料，纖維素纖維和可選擇性加入雙組分復合纖維，第四層能包括纖維素纖維、雙組分復合纖維和高分子吸水材料，并可選擇地在底襯層和/或第四層表面噴涂乳液。該復合無塵紙是采用氣流成網制造工藝在成形過程中連續生產完成的；該復合無塵紙應用于一次性衛生用品中包括婦女衛生用品、成人失禁用品和紙尿褲、食品墊、寵物墊等。本發明的復合無塵紙減少了一次性衛生用品生產中其它材料的應用種類，減化了供應鏈及生產工藝，并提高了效率。
文檔編號A61L15/40GK103006391SQ201210562148
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者任繼春, 馮勛旺, 馬克·紐曼 申請人:博愛(中國)膨化芯材有限公司