一种可冲散全棉水刺无纺布及其制备方法与流程

本发明涉及非织造材料，具体涉及一种可冲散全棉水刺无纺布及其制备方法。

背景技术：

1、全棉水刺无纺布因其天然环保、触感柔软以及可完全生物降解的特性，在擦拭巾、医用敷料等领域得到广泛应用。在传统全棉水刺无纺布的生产中，行业普遍采用长度约28mm的长棉纤维，通过梳理成网工艺将纤维整合成均匀棉网，再经水刺加固得到成品。业内普遍认为，长棉纤维在水刺过程中更易形成充分的纤维缠结结构，从而确保成品无纺布在干、湿态下具备满足使用需求的强度。

2、然而，基于长棉纤维的传统工艺存在明显缺陷：长纤维间的充分缠结使成品布结构较为致密，这导致无纺布使用后难以在排水系统中快速分散。若将此类传统全棉水刺无纺布制品随意冲入马桶，极易造成管道堵塞，无法满足市场对可冲散型擦拭巾的核心需求。

3、为解决无纺布的可冲散性问题，现有技术多采用短纤维材料结合湿法成网工艺。例如，部分技术方案将木浆纤维与长度为8-12mm的粘胶短纤维混合，通过湿法成网工艺形成湿态棉网，再经水刺加固制备可冲散材料。但此类方案在实际应用中面临诸多挑战：一方面，短纤维自身长度特性使其在成网与水刺过程中难以形成充分缠结，导致产品湿态强度不足，使用时易出现破损、透污等问题；另一方面，为弥补强度缺陷，现有技术常引入化学增强剂（如聚丙烯酰胺类、淀粉衍生物类）或与聚酯、聚酰胺等非天然纤维复合，这不仅破坏了全棉材料的天然纯度，还降低了产品的生物降解性能，不符合环保要求。

4、此外，湿法成网工艺本身存在固有弊端：工艺过程需消耗大量水资源，后续废水处理成本较高；同时，短纤维在湿法成网过程中易团聚形成浆块疵点，导致产品布面均匀度差，影响使用体验和外观质量。

5、针对极短棉纤维（尤其是长度在8mm以下的极短棉纤维）的加工难题，传统梳理成网工艺已无法满足需求：传统梳理机的给棉板、刺辊等机构设计针对长纤维，极短棉纤维在梳理过程中易出现纤维流失、梳理不充分等问题，难以形成均匀、稳定的棉网，进而导致后续水刺加固后的产品强度波动大、可冲散性难以控制。因此，如何利用长度较短的棉纤维，通过优化工艺路线与设备结构，制备出兼具良好使用强度与优异可冲散性的全棉非织造无纺布，成为本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种可冲散全棉水刺无纺布及其制备方法，通过设计短绒专用开松生产线，采用预分梳-精细分梳递进式工艺路线，创新设计极短棉纤维专属气流成网体系，突破了极短棉纤维加工的技术瓶颈。本发明实现了对极短棉纤维的高效加工，制备出布面均匀、湿态强度满足使用需求且可快速冲散的新型全棉水刺无纺布，解决现有技术中材料天然纯度不足、强度与可冲散性难以平衡、工艺耗水量大等问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种可冲散全棉水刺无纺布的制备方法，包括以下工序：

4、s1、将长度小于8mm的棉纤维依次喂入抓棉机、三刺辊开棉机、二级开棉机和储棉箱进行处理，得到开松后的棉纤维；

5、s2、将开松后的棉纤维形成初始棉层，并输送至气流成网机，所述气流成网机包括喂棉罗拉、锡林和预分梳辊，所述预分梳辊设置在喂棉罗拉与锡林之间，所述预分梳辊设置有上盖板和下盖板，所述喂棉罗拉下方设置有给棉板，所述锡林上设有锡林盖板；

6、所述初始棉层经所述给棉板进入所述喂棉罗拉，由所述喂棉罗拉将棉纤维喂入所述预分梳辊；所述预分梳辊带动纤维转动，使纤维在所述预分梳辊与所述上盖板之间预分梳；经预分梳后的纤维随所述预分梳辊转入所述锡林，所述锡林梳理后形成纤维网；

7、s3、对所述纤维网进行多级水刺处理，得到无纺布半成品；

8、s4、对所述无纺布半成品进行烘干和收卷，得到可冲散全棉水刺无纺布；

9、其中，步骤s2中，所述喂棉罗拉、预分梳辊和锡林沿纤维输送方向依次设置并形成逐级增速的转速梯度。

10、优选地，步骤s1中，所述抓棉机中棉纤维的堆密度为160-200g/l；所述三刺辊开棉机的刺辊转速为800-1700r/min，所述二级开棉机的开松辊转速为2300-2600r/min；经所述三刺辊开棉机处理后的棉纤维通过喂棉机输送至所述二级开棉机，所述喂棉机的喂棉速度为1.2-1.8m/min。

11、优选地，步骤s1中，经所述二级开棉机处理后的棉纤维输送至储棉箱，所述储棉箱内设有均棉罗拉和压力传感器，通过所述均棉罗拉与压力传感器控制所述储棉箱内纤维存量为60%-80%、堆密度为80-120g/l；所述储棉箱通过变频喂棉机向步骤s2供棉，所述变频喂棉机的喂棉速度为1.2-1.8m/min。

12、优选地，步骤s2中，所述喂棉罗拉的转速为10-16r/min，所述预分梳辊的转速为650-1200r/min，所述锡林的转速为1800-2400r/min。

13、优选地，步骤s2中，所述预分梳辊的辊体直径为180mm，所述预分梳辊的转动方向与所述喂棉罗拉异向、与所述锡林异向。

14、优选地，步骤s2中，所述上盖板的内侧设置有固定分梳板，所述固定分梳板的齿密为每24.5mm长度内94齿，所述预分梳辊表面包覆有针布，所述针布齿密为每24.5mm长度内80齿，所述固定分梳板与所述预分梳辊之间的隔距为0.5-0.8mm；所述固定分梳板的齿高为4.2mm，所述预分梳辊的针布齿高为6mm。

15、优选地，步骤s2中，所述棉纤维在气流成网机上沉积形成定量为30-60g/m2的棉网。

16、优选地，步骤s3中所述多级水刺处理采用三级渐进式水刺工艺，一级水刺压力为1-2mpa，二级水刺压力为4-5mpa，三级水刺压力为6-7mpa。

17、优选地，步骤s4中所述烘干温度为85-150℃，烘干速度为10-60m/min；收卷张力为10-15n，收卷速度为10.5-62m/min。

18、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的制备方法制得的可冲散全棉水刺无纺布。

19、与现有技术相比，本发明的优点在于：

20、（1）本发明运用针对极短棉纤维的专用加工工艺，所制备的全棉无纺布兼具良好的使用强度与出色的可冲散性。其湿态纵向断裂强度≥4n/50mm，湿态横向断裂强度≥2.5n/50mm，能够满足擦拭巾的日常使用需求。同时，在晃动实验中，10min内分散度≥88%，可避免管道堵塞风险，契合市场对可冲散卫生用品的要求。

21、（2）本发明产品在生产全程选用长度在8mm以下的极短棉纤维，未添加化学增强剂与非天然纤维，其材料为100%棉纤维（其中落棉短绒含量≥95%），生物降解率高，契合环保发展的趋势。与此同时，与湿法成网工艺相比，节水率高，降低了生产过程中的水资源消耗以及废水处理成本，减轻了对环境的压力。借助集成高效闭环水处理单元，水回收率高，吨产品废水排放量仅为湿法成网工艺的1/5-1/3。

22、（3）本发明通过极短棉纤维预处理核心技术体系以及极短纤维专属气流成网体系，确保极短棉纤维在开松、梳理、成网过程中的均匀性与稳定性，避免了传统工艺中棉团、疵点等问题，提高了产品质量的稳定性与合格率。

23、（4）本发明能够高效加工8mm以下的极短棉纤维，此类纤维大多为棉纺行业的副产品（如梳棉机落棉、精梳落棉）。本工艺的应用可实现棉纺废料的高值化利用，降低原料成本，提升产业的经济效益。