本发明涉及水刺无纺布加工技术领域，具体涉及一种强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工工艺。
背景技术：
水刺无纺布，是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，使纤维相互缠结在一起，从而使纤网得以加固而具备一定强力所得到的织物。水刺无纺布的纤维原料来源广泛，可以是涤纶、锦纶、丙纶、粘胶纤维、甲壳素纤维、超细纤维、天丝、蚕丝、竹纤维、木浆纤维、海藻纤维等。近年来，水刺无纺布广泛应用于医用帘、手术服、手术罩布、医用包扎材料、伤口敷料、医用纱布、航空抹布、服装衬基布、涂层基布、用即弃材料、仪器仪表高级抹布、电子行业高级抹布、毛巾、化妆棉、湿巾、口罩包覆材料等加工。
目前，水刺无纺布的吸湿性能一般依赖于其加工所用纤维，想要进一步提高其吸湿性能就需要额外添加吸湿助剂或者在其表面涂覆吸湿助剂。针对这一问题，本公司开发出一种强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工工艺，该工艺重复性好、控制条件参数明确；并且所制水刺无纺布的吸湿性能优异，能快速吸收大量水份，吸收的水份经挤压排出后又能快速挥干以利于下次高效吸湿。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工工艺，该工艺重复性好，所制水刺无纺布兼具优良的力学性能和持久吸湿性。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工工艺，包括以下工艺步骤：
(1)制浆：分别将棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5-1.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，然后升温至50-60℃高速混合5-10min，静置0.5-1h后继续升温至75-85℃高速混合5-10min，混合速度为800-1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.1-0.5‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为2-3mpa、4-5mpa、5-6mpa、7-8mpa和6-7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为90-100℃；
(7)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波处理器微波辐射30-60s，间隔5-10min后再次微波辐射30-60s；
(8)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
所述步骤(1)中棉纤维与海藻纤维的干重比为5:1-5。
所述步骤(3)中吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.2-1％。
所述步骤(7)中微波处理器的工作条件为微波频率2450mhz、输出功率700w。
所述步骤(3)中吸湿改性剂由质量比5:0.5-2的吸湿助剂和附着力促进剂组成。
所述吸湿助剂由海藻酸钠和n-羟甲基丙烯酰胺制成，其具体制备方法为：先将海藻酸钠溶于水中，并滴加5％稀盐酸调节ph值至5，升温至50-60℃搅拌酸化，待海藻酸生成量不再增加时加入n-羟甲基丙烯酰胺，然后升温至75-85℃搅拌酯化，待酯化反应结束后加入过硫酸钾，再升温至回流状态搅拌聚合，待聚合反应结束后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得吸湿助剂。
所述海藻酸钠、n-羟甲基丙烯酰胺与过硫酸钾的质量比为1-3:1:0.01-0.05。
所述附着力促进剂选用癸基葡萄糖苷-多聚谷氨酸酯化物，其具体制备方法为：先将癸基葡萄糖苷和食品级多聚谷氨酸溶于水中，并滴加5％稀硫酸溶液调节体系ph值至5，再升温至70-80℃保温搅拌反应，待酯化反应结束后滴加5％碳酸氢钠溶液调节体系ph值至7，然后于搅拌下滴加无水乙醇，待无沉淀持续生成时停止滴加无水乙醇，静置后过滤，所得沉淀于60-70℃烘箱中烘干，最后经超微粉碎机制成微粉，即得附着力促进剂。
所述癸基葡萄糖苷与食品级多聚谷氨酸的质量比为1:1-5。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以棉纤维和海藻纤维作为原料，所制水刺无纺布兼具棉纤维和海藻纤维的优良特性，并通过对海藻纤维的吸湿改性来进一步提高海藻纤维的吸湿性能，使所制水刺无纺布具有优异的吸湿性能；
(2)本发明所述吸湿改性剂由吸湿助剂和附着力促进剂组成，吸湿助剂在附着力促进剂的作用下附着于海藻纤维结构上，附着率高且附着力强，从而使所制水刺无纺布具有优异的吸湿性和吸湿持久性，避免水刺无纺布经水洗后出现吸湿性能骤降的问题；
(3)本发明所述吸湿助剂由海藻酸钠和n-羟甲基丙烯酰胺制成，海藻酸钠先经酸化处理转化为海藻酸，海藻酸与n-羟甲基丙烯酰胺经酯化反应生成酯化物，酯化物再经聚合反应生成高分子聚合物，所制吸湿助剂具有优异的吸湿性能，进而通过物理改性方式以增强所制水刺无纺布的吸湿性能；
(4)本发明通过微波固着处理来进一步增强吸湿助剂在海藻纤维上的附着力，进而提高所制水刺无纺布的吸湿持久性；
(5)本发明所述复合纤维水刺无纺布加工工艺的工艺参数条件明确，工艺重复性好，并且所制水刺无纺布兼具优良的力学性能和持久吸湿性，从而满足吸湿型无纺布制品的使用要求。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例和对照例中海藻酸钠选用青岛双成海藻有限公司生产的食品级海藻酸钠，癸基葡萄糖苷选用广州市应泓化工有限公司生产的癸基葡萄糖苷apg0810，食品级多聚谷氨酸选用河北仟盛生物科技有限公司生产的食品级多聚谷氨酸。
实施例1
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.85％，然后升温至55-60℃高速混合5min，静置0.5h后继续升温至75-80℃高速混合10min，混合速度为1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(7)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波辐射45s，间隔5min后再次微波辐射35s；
(8)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
吸湿改性剂由质量比5:0.5的吸湿助剂和附着力促进剂组成。
吸湿助剂的制备：先将18g海藻酸钠溶于水中，并滴加5％稀盐酸调节ph值至5，升温至50-55℃搅拌酸化，待海藻酸生成量不再增加时加入10gn-羟甲基丙烯酰胺，然后升温至75-80℃搅拌酯化，待酯化反应结束后加入0.5g过硫酸钾，再升温至回流状态搅拌聚合，待聚合反应结束后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得吸湿助剂。
附着力促进剂的制备：先将1g癸基葡萄糖苷和3g食品级多聚谷氨酸溶于20g水中，并滴加5％稀硫酸溶液调节体系ph值至5，再升温至75-80℃保温搅拌反应，待酯化反应结束后滴加5％碳酸氢钠溶液调节体系ph值至7，然后于搅拌下滴加无水乙醇，待无沉淀持续生成时停止滴加无水乙醇，静置后过滤，所得沉淀于65-70℃烘箱中烘干，最后经超微粉碎机制成微粉，即得附着力促进剂。
实施例2
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.85％，然后升温至55-60℃高速混合5min，静置0.5h后继续升温至75-80℃高速混合10min，混合速度为1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(7)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波辐射45s，间隔5min后再次微波辐射35s；
(8)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
吸湿改性剂由质量比5:1的吸湿助剂和附着力促进剂组成。
吸湿助剂的制备：先将18g海藻酸钠溶于水中，并滴加5％稀盐酸调节ph值至5，升温至50-55℃搅拌酸化，待海藻酸生成量不再增加时加入10gn-羟甲基丙烯酰胺，然后升温至75-80℃搅拌酯化，待酯化反应结束后加入0.5g过硫酸钾，再升温至回流状态搅拌聚合，待聚合反应结束后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得吸湿助剂。
附着力促进剂的制备：先将1g癸基葡萄糖苷和3g食品级多聚谷氨酸溶于20g水中，并滴加5％稀硫酸溶液调节体系ph值至5，再升温至75-80℃保温搅拌反应，待酯化反应结束后滴加5％碳酸氢钠溶液调节体系ph值至7，然后于搅拌下滴加无水乙醇，待无沉淀持续生成时停止滴加无水乙醇，静置后过滤，所得沉淀于65-70℃烘箱中烘干，最后经超微粉碎机制成微粉，即得附着力促进剂。
对照例1
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.85％，然后升温至55-60℃高速混合5min，静置0.5h后继续升温至75-80℃高速混合10min，混合速度为1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(7)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波辐射45s，间隔5min后再次微波辐射35s；
(8)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
吸湿改性剂的制备：先将18g海藻酸钠溶于水中，并滴加5％稀盐酸调节ph值至5，升温至50-55℃搅拌酸化，待海藻酸生成量不再增加时加入10gn-羟甲基丙烯酰胺，然后升温至75-80℃搅拌酯化，待酯化反应结束后加入0.5g过硫酸钾，再升温至回流状态搅拌聚合，待聚合反应结束后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得吸湿改性剂。
对照例2
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.85％，然后升温至55-60℃高速混合5min，静置0.5h后继续升温至75-80℃高速混合10min，混合速度为1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(7)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波辐射45s，间隔5min后再次微波辐射35s；
(8)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
吸湿改性剂由质量比5:1的海藻酸钠和附着力促进剂组成。
附着力促进剂的制备：先将1g癸基葡萄糖苷和3g食品级多聚谷氨酸溶于20g水中，并滴加5％稀硫酸溶液调节体系ph值至5，再升温至75-80℃保温搅拌反应，待酯化反应结束后滴加5％碳酸氢钠溶液调节体系ph值至7，然后于搅拌下滴加无水乙醇，待无沉淀持续生成时停止滴加无水乙醇，静置后过滤，所得沉淀于65-70℃烘箱中烘干，最后经超微粉碎机制成微粉，即得附着力促进剂。
对照例3
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料经螺杆泵送入高速混合机中，将除杂后的棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)吸湿改性：向高速混合机中加入吸湿改性剂，吸湿改性剂用量为海藻纤维干重的0.85％，然后升温至55-60℃高速混合5min，静置0.5h后继续升温至75-80℃高速混合10min，混合速度为1300rpm，即得改性海藻纤维浆料；
(4)纤维网成型：将所制改性海藻纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中与棉纤维浆料混合，并加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(5)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(6)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(7)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
吸湿改性剂由质量比5:1的吸湿助剂和附着力促进剂组成。
吸湿助剂的制备：先将18g海藻酸钠溶于水中，并滴加5％稀盐酸调节ph值至5，升温至50-55℃搅拌酸化，待海藻酸生成量不再增加时加入10gn-羟甲基丙烯酰胺，然后升温至75-80℃搅拌酯化，待酯化反应结束后加入0.5g过硫酸钾，再升温至回流状态搅拌聚合，待聚合反应结束后将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得吸湿助剂。
附着力促进剂的制备：先将1g癸基葡萄糖苷和3g食品级多聚谷氨酸溶于20g水中，并滴加5％稀硫酸溶液调节体系ph值至5，再升温至75-80℃保温搅拌反应，待酯化反应结束后滴加5％碳酸氢钠溶液调节体系ph值至7，然后于搅拌下滴加无水乙醇，待无沉淀持续生成时停止滴加无水乙醇，静置后过滤，所得沉淀于65-70℃烘箱中烘干，最后经超微粉碎机制成微粉，即得附着力促进剂。
对照例4
强吸湿性复合纤维水刺无纺布的加工：
(1)制浆：分别将干重比为5:2的棉纤维和海藻纤维利用水力破浆机粉碎，再依次经精浆机和磨浆机磨浆，得到棉纤维浆料和海藻纤维浆料；
(2)过滤除杂：将所制棉纤维浆料和海藻纤维浆料分别加水稀释至质量浓度为0.5％，并经螺杆泵送入一级冲浆槽中，再经一级冲浆泵送至除杂工序，利用除砂器和压力筛除去杂质，然后将除杂后的海藻纤维浆料和棉纤维浆料经螺杆泵送入二级冲浆槽中；
(3)纤维网成型：向二级冲浆槽中加水稀释至质量浓度为0.25‰，再由二级冲浆泵经中心布浆器分配后送入斜网流浆箱，形成均匀的纤维网；
(4)水刺加工：所制纤维网经真空吸水后在水刺机上进行水刺处理以形成网孔，五个水刺头的水刺压力依次设为3mpa、4mpa、6mpa、8mpa和7mpa；
(5)烘干：将经水刺加工后的纤维网送入烘干机中进行烘干处理，烘干温度设为95-100℃；
(6)微波固着：将烘干后的纤维网利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波辐射45s，间隔5min后再次微波辐射35s；
(7)包装：将经微波固着处理后的纤维网依次通过检验、分切、卷曲、包装工序，即得水刺无纺布。
实施例3
以实施例2为基础，设置不添加附着力促进剂的对照例1、直接以海藻酸钠作为吸湿助剂的对照例2、不进行微波固着处理的对照例3、不进行吸湿改性处理的对照例4。
分别利用实施例1、实施例2、对照例1-4加工制备水刺无纺布，采用同批等量棉纤维和海藻纤维，并测试所制水刺无纺布的使用性能，如表1所示。
断裂强力测试方法：参照gb/t24218.3-2010；
吸水率测试方法：参照gb/t24218.6-2010。
表1本发明实施例所制水刺无纺布的使用性能
由表1可知，附着力促进剂的添加和微波固着处理都能增强所制水刺无纺布的吸湿持久性，经长时间水洗后吸湿性能仍很强；而直接以海藻酸钠作为吸湿助剂并不能增强所制水刺无纺布的吸湿性能；所制水刺无纺布在具有优良吸湿性和吸湿持久性的同时力学性能也能满足使用需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。