纤维素无纺布的丝光处理设备及使用其的丝光处理方法与流程

1.本公开涉及能够执行连续处理的纤维素无纺布的丝光处理设备以及使用该丝光处理设备的丝光处理方法。


背景技术：

2.近年来，对美容(特别是对于面部皮肤护理)领域的兴趣已经增加。面部皮肤护理的方法之一是应用各种形式的化妆品或功能性片状面膜。
3.现有的片装面膜涉及将由无纺布制成并浸有精华成分的片状面膜敷在使用者的面部。然而，由棉质材料等制成的片状面膜的局限性在于精华成分被吸收到面膜中的程度不高。
4.作为增加精华成分被吸收到片状面膜中的程度的一种方法，可以考虑对纤维素无纺布进行化学处理以制造羧甲基纤维素(cmc)无纺布的方法。图1是例示了制造cmc无纺布的传统方法的流程图。参照图1，可以执行将纤维素无纺布浸入碱溶液中的操作(s10)、拾取浸透的纤维素无纺布然后老化的初次老化操作(s11)，将初次老化的纤维素无纺布浸入羧甲基化溶液中的操作(s20)、以及拾取浸透的纤维素无纺布然后再次老化的二次老化操作(s21)。然后，执行中和操作(s30)和洗涤操作(s40)，以制造cmc无纺布。但是，存在以下限制：浸入碱溶液中的操作(s10)、浸入羧甲基化溶液中的操作(s20)、中和操作(s30)以及洗涤操作(s40)是批量处理，因此不能作为连续处理来应用。具体而言，存在的问题在于，为了维持产品的均匀性，在浸入碱溶液中的操作(s10)和浸入羧甲基化溶液中的操作(s20)之后分别需要进行老化操作(s11、s21)。传统方法的局限性在于处理效率不佳且产品均匀性低。
5.因此，迫切需要能够解决在制造cmc无纺布的传统处理中出现的问题的新制造技术。
6.[相关技术文献]
[0007]
[专利文献]
[0008]
(专利文献1)美国待审查专利申请公开no.2016
‑
0153143


技术实现要素：

[0009]
本公开旨在提供一种能够在制造羧甲基纤维素(cmc)无纺布时连续地执行针对纤维素无纺布的丝光处理工艺的设备及方法。
[0010]
本公开提供了一种用于纤维素无纺布的丝光处理设备。在一个示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备包括：丝光处理槽，在该丝光处理槽中纤维素无纺布部分或完全浸入碱溶液中；一排上安装辊，其设置于丝光处理槽中并且具有在加工方向(md)上布置同时被定向为在横向方向(td)上平行的p个上安装辊(其中，p为大于或等于5的整数)；以及一排下安装辊，其在丝光处理槽中设置于上安装辊下方并且具有在md上布置同时被定向为在td上平行的q个下安装辊(其中，q为大于或等于5的整数)。
[0011]
在一个示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以具有以下结
构：在交替地安装在上安装辊和下安装辊上的状态下输送纤维素无纺布。
[0012]
在另一示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以具有以下结构：上安装辊沿正向方向旋转，而下安装辊沿逆向方向旋转。
[0013]
在一个特定示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以具有以下结构：上安装辊和下安装辊的高度低于用碱处理纤维素无纺布的碱溶液的液面。
[0014]
在另一特定示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以具有以下结构：上安装辊的高度高于碱溶液的液面，并且下安装辊的高度低于碱溶液的液面。
[0015]
在又一示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以进一步包括喷嘴，该喷嘴被配置为将所述碱溶液喷射到所述纤维素无纺布上。
[0016]
在又一示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以进一步包括驱动轴，该驱动轴紧固至上安装辊和下安装辊中的任何一个或更多个，以在垂直方向上移动紧固定至该驱动轴的辊。
[0017]
在又一个示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以进一步包括形成于丝光处理设备的前端以连续地馈送待处理的纤维素无纺布的输送辊和形成于丝光处理设备的后端以连续排出经过丝光处理的纤维素无纺布的挤压辊。
[0018]
在又一示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备可以进一步包括：冷却构件，该冷却构件被配置为控制丝光处理设备内部的温度。
[0019]
在一个特定示例中，在构成一排上安装辊和一排下安装辊的辊当中，设置在前端的辊和设置在后端的辊的每分钟转数之比(r1：r2)可以在100：80至100：98的范围内。
[0020]
在另一特定示例中，在构成一排上安装辊和一排下安装辊的辊当中，设置在前端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离(g
h1
)与设置在后端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离(g
h2
)之比可以在100：75至100：95的范围内。
[0021]
而且，本公开提供了一种使用上述丝光处理设备的纤维素无纺布的丝光处理方法。在一个示例中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理方法包括丝光处理操作，在该丝光处理操作中用碱溶液将纤维素无纺布处理20秒至60秒。
附图说明
[0022]
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的以上和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，在附图中：
[0023]
图1是例示了处理纤维素无纺布的传统方法的流程图；
[0024]
图2和图3是例示了使用根据本公开的一个实施方式的用于纤维素无纺布的处理设备的丝光处理工艺的工艺图；以及
[0025]
图4是例示了包括根据本公开的一个实施方式的用于纤维素无纺布的丝光处理设备的、用于制造羧甲基纤维素(cmc)无纺布的工艺的工艺图。
具体实施方式
[0026]
由于可以对本公开进行各种修改，并且本公开可以具有各种实施方式，因此将在附图中例示并且在此详细描述特定的实施方式。然而，这并非将本公开限制于特定实施方式，并且包含于本公开的构思和技术范围中的所有修改、等同物和替代物应该被理解为属
于本公开。
[0027]
本公开提供了一种用于纤维素无纺布的丝光处理设备。在一个实施方式中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备包括：丝光处理槽，在该丝光处理槽中纤维素无纺布部分或完全浸入碱溶液中；一排上安装辊，其设置于丝光处理槽中并且具有在加工方向(md)上布置同时被定向为在横向方向(td)上平行的p个上安装辊(其中，p为大于或等于5的整数)；以及一排下安装辊，其在丝光处理槽中设置于上安装辊下方并且具有在md上布置同时被定向为在td上平行的q个下安装辊(其中，q为大于或等于5的整数)。
[0028]
上安装辊的数量(p)和下安装辊的数量(q)各自分别在5至100的范围内。具体而言，上安装辊的数量(p)和下安装辊的数量(q)各自分别在5至50、5至30或8至20的范围内。例如，上安装辊的数量(p)和下安装辊的数量(q)可以彼此相等，或者上安装辊的数量(p)和下安装辊的数量(q)中的任何一个可以大于另一个。在另一示例中，在丝光处理设备中，纤维素无纺布首先沿着下安装辊移动，然后在沿着上安装辊和下安装辊移动之后，经由下安装辊前进至后续操作，并且在这种情况下，下安装辊的数量比上安装辊的数量多一个。
[0029]
在特定的实施方式中，丝光处理设备具有以下结构：在交替地安装在上安装辊和下安装辊上的状态下输送纤维素无纺布。在本公开中，由于纤维素无纺布交替地安装在上安装辊和下安装辊上，因此在纤维素无纺布移动通过丝光处理设备时，向纤维素无纺布强加预定水平的张力。在用碱溶液处理纤维素无纺布的丝光处理槽中，发生纤维素无纺布的收缩。在本公开中，由于纤维素无纺布被交替地安装在上安装辊和下安装辊上，因此可以防止纤维素无纺布的过度收缩。
[0030]
在一个实施方式中，丝光处理设备具有以下结构：上安装辊和下安装辊中的任何一个或更多个被紧固至在垂直方向上移动的驱动轴。例如，上安装辊可以紧固至在垂直方向上移动的驱动轴，并且以此方式，可以控制向纤维素无纺布施加的张力，并且可以提高工作效率。
[0031]
在特定实施方式中，丝光处理设备具有以下结构：上安装辊沿正向方向旋转，而下安装辊沿逆向方向旋转。以这种方式，实现了纤维素无纺布的连续输送。
[0032]
在一个实施方式中，丝光处理设备具有以下结构：上安装辊的高度低于用碱处理纤维素无纺布的碱溶液的液面。这样，在丝光处理设备中，纤维素无纺布完全浸入碱溶液中。在本公开中，由于纤维素无纺布完全浸入碱溶液中，因此可以改善纤维素无纺布的丝光处理效率和均匀性。
[0033]
在另一实施方式中，丝光处理设备还可以具有以下结构：上安装辊的高度高于用碱处理纤维素无纺布的碱溶液的液面，并且下安装辊的高度低于碱溶液的液面。在该丝光处理设备中，尽管纤维素无纺布可以完全浸入碱溶液中，但是这导致处理成本增加。在本公开中，由于上安装辊的高度被控制为高于用碱处理纤维素无纺布的碱溶液的液面，因此在纤维素无纺布移动通过丝光处理槽的同时，重复将纤维素无纺布浸入碱溶液然后将其拾取的过程。以这种方式，根据本公开，可以显著减少碱溶液的使用量而不降低丝光处理工艺的效率。
[0034]
在特定的实施方式中，丝光处理设备还包括喷嘴，该喷嘴被配置为将所述碱溶液喷射到所述纤维素无纺布上。比纤维素无纺布位于更高高度的喷嘴将碱溶液喷射到纤维素无纺布上。另外，所喷射的碱溶液中未被吸收到纤维素无纺布中的残留量可以容纳在丝光
处理槽中并被再利用。
[0035]
在一个实施方式中，在丝光处理设备中，纤维素无纺布在被安装在上安装辊和下安装辊上的同时以定位为形成峰谷的状态进行输送，并且峰谷之间的分离高度g'
h
与峰间的分离宽度g'
w
之比在3：1至50：1的范围内。具体地，比g'
h
：g'
w
在3：1至15：1、3：1至30：1或10：1至50：1的范围内。考虑在丝光处理设备中的处理效率和向纤维素无纺布施加的张力来计算该比范围。
[0036]
在一个实施方式中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备还包括形成于丝光处理设备的前端以连续地馈送待处理的纤维素无纺布的输送辊和形成于丝光处理设备的后端以连续排出经过丝光处理的纤维素无纺布的挤压辊。输送辊用于将纤维素无纺布连续地馈送至丝光处理设备。而且，挤压辊用于连续排出已经经过了丝光处理工艺的纤维素无纺布，并且根据需要将纤维素无纺布输送至后续操作。
[0037]
在另一实施方式中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备还包括冷却构件，该冷却构件被配置为控制丝光处理设备内部的温度。冷却构件将丝光处理槽的温度控制在例如18℃至25℃的范围内。在本公开中，已经发现，通过在相对低的温度执行丝光处理工艺，可以提高工艺效率。
[0038]
在一个实施方式中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备还包括驱动轴，该驱动轴紧固至上安装辊和下安装辊中的任何一个或更多个，以在垂直方向上移动紧固定至该驱动轴的辊。驱动轴用于控制上安装辊和/或下安装辊的垂直位置。纤维素无纺布在丝光处理工艺期间经历收缩。在本公开中，确保上安装辊和下安装辊之间的分离距离以防止纤维素无纺布的过度收缩。然而，在纤维素无纺布发生严重收缩的情况下，由于上安装辊和下安装辊之间的分离，导致过大的张力，这导致纤维素无纺布损坏。在本公开中，可以通过驱动轴来调整上安装辊和下安装辊之间的分离距离。此外，在馈送于丝光处理设备的纤维素无纺布安装在上安装辊和下安装辊上的工艺中，在上安装辊和下安装辊之间的距离变窄的状态下执行该工艺，然后在纤维素无纺布的安装完成的状态下，再次增加它们之间的距离可以提高工作效率。
[0039]
在一个特定实施方式中，在根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备中，在构成一排上安装辊和一排下安装辊的辊当中，设置于前端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离g
h1
与设置于后端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离g
h2
之比在100：75至100：95的范围内。例如，上安装辊和下安装辊可以设置为使得上安装辊和下安装辊之间的分离距离g
h
从前端向后端顺序地或连续地减小。这是为了防止对纤维素无纺布施加过大的张力，并且防止在该过程中损坏产品。例如，设置于前端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离g
h1
与设置于后端的上安装辊和下安装辊之间的分离距离g
h2
之比在100：75至100：95、100：80至100：95、100：75至100：85、或100：85至100：95的范围内。
[0040]
在另一特定实施方式中，在根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理设备中，在构成一排上安装辊和一排下安装辊的辊当中，设置于前端的辊和设置于后端的辊的每分钟转数之比r1：r2可以在100：80至100：98的范围内。例如，上安装辊和下安装辊可以设置为使得上安装辊和下安装辊的每分钟转数从前端向后端顺序地或连续地减小。这是为了防止对纤维素无纺布施加过大的张力，并且防止在该过程中损坏产品。例如，设置于前端的辊和设置于后端的辊的每分钟转数之比r1：r2在100：80至100：98、100：80至100：90、100：85至
100：98或100：90至100：95的范围内。
[0041]
而且，本公开提供了使用以上描述的丝光处理设备的用于纤维素无纺布的丝光处理方法。在一个实施方式中，根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理方法包括丝光处理操作，其中用碱溶液将纤维素无纺布处理20秒至60秒。在特定实施方式中，使用摩尔浓度在5m至16m范围内的碱溶液执行丝光处理操作20秒至60秒。以上给出的丝光处理设备的描述也应用于根据本公开的特定丝光处理方法。
[0042]
而且，本公开提供了一种使用上述用于纤维素无纺布的丝光处理的设备或方法，通过连续处理制造羧甲基纤维素(cmc)无纺布的系统或方法。在一个实施方式中，在根据本公开的连续制造cmc无纺布的方法中，连续执行以下操作：用碱处理纤维素无纺布的丝光处理操作；对经丝光处理的纤维素无纺布进行羧烷基化的溶胀操作；中和纤维素无纺布的中和操作；以及洗涤纤维素无纺布的洗涤操作。具体而言，在丝光处理操作中，在18℃至25℃的温度范围内执行纤维素无纺布处理过程，并且在溶胀操作中，在50℃至80℃的温度范围内执行纤维素无纺布处理过程。
[0043]
在一个实施方式中，使用摩尔浓度在5m至16m的范围内的碱溶液，执行丝光处理操作中的纤维素无纺布处理过程20秒至60秒，并且使用摩尔浓度在0.5m至3m范围内的羧烷基化溶液执行溶胀操作中的纤维素无纺布处理过程3分钟至10分钟。
[0044]
例如，通过以下操作执行丝光处理操作：在18℃至25℃的温度范围内用碱溶液处理纤维素无纺布20秒至60秒。具体而言，通过以下操作执行丝光处理操作：在20℃至23℃的温度范围内用碱溶液处理纤维素无纺布25秒至40秒。碱溶液具有相对低的浓度，并且具体而言，碱溶液的浓度在5m至20m、8m至15m、或者10m至16m的范围内。为了防止损坏纤维素无纺布同时不降低工艺效率，应用于本公开的丝光处理操作的碱溶液具有以上浓度范围。例如，可以应用naoh水溶液作为碱溶液。在本公开中，已经发现尽管使用具有相对低浓度的碱溶液短时间(一分钟内)执行碱化，也可以丝光处理至期望水平。而且，在丝光处理操作之后执行拾取操作，并且在这种情况下，拾取率在100％至600％、150％至600％、100％至300％、或者180％至250％的范围内。
[0045]
然后，对已经经历了丝光处理操作的纤维素无纺布连续地执行溶胀操作。在60℃至80℃的温度条件下执行溶胀操作3分钟至10分钟。具体而言，作为羧烷基化溶液，可以使用利用乙醇作为溶剂的一氯代乙酸(mca)溶液。例如，使用将3g mca溶解在300ml的异丙醇(ipa)中的溶液(1％mca)作为羧烷基化溶液。
[0046]
在溶胀操作之后，执行拾取操作，在拾取操作中以80％至500％范围内的拾取率来拾取经丝光处理的纤维素无纺布。例如，拾取操作中的拾取率在80％至500％、120％至600％、120％至280％、或150％至200％的范围内。
[0047]
通过将纤维素无纺布浸入摩尔浓度在0.2m至3m的范围内的酸溶液中来执行中和操作。具体而言，可以使用弱酸来执行中和操作。例如，可以使用摩尔浓度在0.2m至3m的范围内的柠檬酸(ca)来执行中和操作。在本公开中，为了防止损坏纤维素无纺布，并使由于可能残留在纤维素无纺布中的酸性成分对使用者皮肤的损害最小化，使用具有相对低浓度的弱酸来执行中和操作。
[0048]
在洗涤操作之后可以进一步执行干燥操作。在干燥操作中，在例如45℃至80℃的范围内的温度下执行干燥15分钟至60分钟。干燥操作中的干燥条件设置为在防止纤维素纤
维的损坏或变形的同时提高工艺效率的范围。
[0049]
在另一实施方式中，在丝光处理操作、溶胀操作、中和操作和洗涤操作之间还包括挤压纤维素无纺布的操作。挤压操作用于挤压纤维素无纺布并去除其中包含的溶液成分。
[0050]
在一个实施方式中，为了根据本公开的连续处理无纺布的方法而输入的纤维素无纺布连续经历丝光处理操作和溶胀操作所花费的时间量在15分钟内，或在3分钟至15分钟或者5分钟至10分钟的范围内。在本公开中，不需要在操作之间进行单独的老化过程，并且可以通过连续处理来实现快的处理速度。
[0051]
在另一实施方式中，为了根据本公开的连续处理无纺布的方法而输入的纤维素无纺布连续地经历由丝光处理设备执行的丝光处理操作、由溶胀设备执行的溶胀操作、由中和设备执行的中和操作、以及由洗涤设备执行的洗涤操作所花费的时间量在5分钟至30分钟的范围内。在本公开中，当计算每个操作花费的时间量时，例如，可以执行丝光处理操作20秒至60秒，可以执行溶胀操作3分钟至10分钟，可以执行中和操作3秒到60秒，并且可以执行洗涤操作5分钟到20分钟。除了操作之间的短的输送时间之外，本公开不需要单独的老化过程。
[0052]
在下文中，将参照附图描述本公开的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离以下权利要求中所限定的本公开的构思和技术范围的范围内，可以以各种方式对本公开进行修改和改变。
[0053]
图2是例示使用根据本公开一个实施方式的用于纤维素无纺布的丝光处理设备的丝光处理工艺的工艺图。
[0054]
参照图2，根据本公开的丝光处理设备100包括：丝光处理槽，在该丝光处理槽中纤维素无纺布10浸入碱溶液140中；上安装辊120，该上安装辊120在加工方向(md)上布置同时被定向为在横向方向(td)上平行；下安装辊130，该下安装辊130在上安装辊120下方平行地设置。通过输送辊111馈送的纤维素无纺布10沿着一个下安装辊130移动，交替地安装在上安装辊120和下安装辊130上，然后经由挤压辊112输送至后续操作。
[0055]
在此，上安装辊120沿正向方向旋转，而下安装辊130沿逆向方向旋转。而且，上安装辊120的高度被控制为低于碱溶液140的液面，并且以此方式，在纤维素无纺布10浸入碱溶液140的状态下执行丝光处理工艺。
[0056]
例如，丝光处理设备100在20℃至23℃的温度条件下，用碱溶液140处理作为一种纤维素无纺布10的天丝(tencel)无纺布20秒至60秒。作为碱溶液140，可以使用将15g的naoh溶解在100ml的水中的溶液(13％的naoh)。然后，以100％至600％的范围内的拾取率拾取纤维素无纺布10之后，经由挤压辊112将纤维素无纺布10输送至后续操作。
[0057]
图3是例示了使用根据本公开另一实施方式的用于纤维素无纺布的丝光处理设备的丝光处理工艺的工艺图。
[0058]
参照图3，根据本公开的丝光处理设备101包括：丝光处理槽，在该丝光处理槽中纤维素无纺布10浸入碱溶液140中；上安装辊120，该上安装辊在md上布置同时被定向为在td方向上平行；以及下安装辊130，该下安装辊130在上安装辊120下方平行地设置。通过输送辊111馈送的纤维素无纺布10沿着一个下安装辊130移动，交替地安装在上安装辊120和下安装辊130上，然后经由挤压辊112输送至后续操作。
[0059]
在此，上安装辊120沿正向方向旋转，而下安装辊130沿逆向方向旋转。而且，上安
装辊120的高度被控制为高于碱溶液140的液面，并且以此方式，将纤维素无纺布10重复地浸入碱溶液140中并从碱溶液140中拾取纤维素无纺布10。根据需要，在丝光处理设备101的上端形成被配置为喷射碱溶液140的喷嘴150。通过该喷嘴150，可以提高丝光处理工艺的效率。
[0060]
图4是例示了包括根据本公开的一个实施方式的用于纤维素无纺布的丝光处理设备的、用于连续制造cmc无纺布的系统的工艺图。
[0061]
参照图4，根据本公开的用于连续制造cmc无纺布的系统包括：丝光处理设备100，该丝光处理设备100被配置为用碱处理纤维素无纺布10；溶胀设备200，该溶胀设备200被配置为对经过丝光处理的纤维素无纺布10进行羧烷基化；中和设备300，该中和设备300被配置为中和纤维素无纺布10；以及洗涤设备400，该洗涤设备400洗涤纤维素无纺布10。通过连续地输送纤维素无纺布的输送线连接各设备的操作。
[0062]
具体而言，纤维素无纺布10由输送车11进行输送，或者以绕输送辊卷绕的状态馈送。纤维素无纺布10通过在丝光处理设备100前部的输送辊111馈送。馈送的纤维素无纺布10交替地安装在上安装辊120和下安装辊130上，并浸入填充有碱溶液的处理槽中，以经历丝光处理工艺。丝光处理设备100包括在被定向为在td上平行的同时在md上布置的上安装辊120和在上安装辊120下方平行地设置的下安装辊130。纤维素无纺布10沿一个下安装辊130移动，交替地安装在上安装辊120和下安装辊130上，然后经由挤压辊112输送至后续操作。
[0063]
随着已经通过丝光处理设备100的纤维素无纺布10在挤压辊112之间移动，纤维素无纺布10中所含的碱溶液被挤出，然后纤维素无纺布10沿着输送线输入溶胀设备200。溶胀设备200包括棒状的悬挂杆，该棒状的悬挂杆被配置为在纤维素无纺布安装在其上的状态下输送纤维素无纺布。棒状的悬挂杆在md上以预定间隔布置，同时被定向为在td上为平行。纤维素无纺布以环状安装在棒状的悬挂杆上的状态被输送。而且，冷却箱(未示出)根据需要设置于溶胀设备200的上端，并且将溶胀设备200的温度控制在60℃至80℃的范围内。
[0064]
纤维素无纺布10穿过中和设备300和洗涤设备400。挤压辊311和411分别设置在中和设备300的后端和洗涤设备400的后端。已经通过洗涤设备400的纤维素无纺布10输入至干燥过程。例如，可以在45℃至80℃的范围内的温度下执行干燥过程15分钟至60分钟。例如，可以使用商业可得的拉幅机(tenter)执行干燥过程。
[0065]
根据本公开的用于纤维素无纺布的丝光处理的设备和方法允许连续地执行针对纤维素无纺布的丝光处理工艺，并且在丝光处理工艺期间防止无纺布过度收缩并提高工艺效率。
[0066]
相关申请的交叉引用
[0067]
本技术要求于2020年4月28日提交的韩国专利申请no.10
‑
2020
‑
0051758的优先权和权益，通过引用将其公开内容整体并入本文。