功能型個(gè)人護(hù)理用品水刺非織造表層材料的開發(fā)

劉雙營，商延航，徐艷峰

（山東省永信非織造材料有限公司，山東 濟(jì)南250200）

水刺非織造工藝是一種新型的非織造材料加工技術(shù)。其特點(diǎn)是纖維間柔性纏結(jié)，加工過程不損傷纖維且對(duì)環(huán)境無污染，產(chǎn)品不起毛、不掉毛、不含其它雜質(zhì)且不添加任何粘合劑。產(chǎn)品柔軟吸濕性好，強(qiáng)度高，外觀及手感上佳，是各種非織造布產(chǎn)品中最接近傳統(tǒng)紡織品的一種。其在衛(wèi)生、安全、經(jīng)濟(jì)、舒適性等方面具有明顯優(yōu)勢，正逐漸進(jìn)入并替代傳統(tǒng)紡織品在醫(yī)療、衛(wèi)生、清潔、護(hù)理等領(lǐng)域的應(yīng)用。

本項(xiàng)目中的水刺非織造表層材料采用天然竹纖維、聚乳酸纖維為主要原料，利用竹纖維的抑菌、吸附異味等功能，結(jié)合聚乳酸纖維優(yōu)異的導(dǎo)濕性及其良好的親膚性和可降解性，在竹纖維、聚乳酸纖維間再加入一部分低熔點(diǎn)PP／PE纖維。研究了生產(chǎn)過程中的主要梳理、水刺工藝技術(shù)和具體措施，實(shí)現(xiàn)竹纖維與聚乳酸纖維的纏結(jié)融合，固結(jié)成布。既保留了纖維抑菌、除異味功能，又具有吸濕導(dǎo)濕、透氣、手感柔軟、豐滿、體感溫暖的特性，極適合于衛(wèi)生巾、紙尿褲、成人護(hù)理墊后加工多層復(fù)合的要求。

1 個(gè)人護(hù)理用品的現(xiàn)狀

當(dāng)前市場上個(gè)人護(hù)理用品包括婦女衛(wèi)生巾、嬰幼兒紙尿褲及成人失禁墊等，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵贰Ｔ摦a(chǎn)品一般是由多層材料結(jié)構(gòu)建立起來的一個(gè)液體吸控系統(tǒng)，主要由面層、導(dǎo)流層、吸收芯層、底膜等粘合而成，其貼近皮膚表層的面層要求柔軟透氣，還要使液體能夠快速滲透，保持貼膚面的干爽性，目前一般采用熱風(fēng)或熱軋非織造材料，但受其加工方式的限制，所用原料都是PET、PP、PE等化學(xué)合成原料，因纖維具有粗質(zhì)、體感硬、涼滑、不吸水等特性，對(duì)皮膚的適用性、刺激性、致敏性具有明顯的局限性，且長時(shí)間穿戴會(huì)形成一個(gè)潮濕的環(huán)境，不利于健康，會(huì)誘發(fā)濕疹、產(chǎn)生異味等。隨著人們生活質(zhì)量的提高，生活方式的改善，追求健康理念的增強(qiáng)，現(xiàn)行材料很難滿足所需面層要求的親膚護(hù)膚作用，不具有抗菌、抑菌、除味等功能。因而，加強(qiáng)面層材料的功能性研究，采用新的生產(chǎn)工藝技術(shù)、新材料，對(duì)個(gè)人護(hù)理行業(yè)起著至關(guān)重要的作用。

2 研制功能型護(hù)理用品水刺非織造材料

我們從改善纖維原料為切入點(diǎn)，采用新非織造型功能性纖維，研究新型開松梳理成網(wǎng)、水刺加固非織造工藝技術(shù)，規(guī)?；a(chǎn)開發(fā)了功能型非織造個(gè)人護(hù)理用品表層材料。整個(gè)生產(chǎn)過程沒有任何污染，不添加任何化合劑，達(dá)到清潔生產(chǎn)。

2.1 新型纖維的選用

為了使研制的材料具有抗菌、除臭效果的同時(shí)，還具有良好的透氣、滲透、導(dǎo)濕、滑爽、不掉毛等特性，我們深入了解了新型纖維的結(jié)構(gòu)性能，最終選擇了竹纖維、聚乳酸纖維（PLA）、PP／PE雙組分纖維混合加工。

竹纖維是以竹材為原料，采用水解－堿法及多段漂白制成漿粕，再由化纖廠加工制成的一種再生纖維，它集棉的舒適性、粘膠的吸濕懸垂性、真絲般的光澤與手感于一身。聚乳酸纖維是從玉米淀粉發(fā)酵制得的乳酸中提煉出來的純天然纖維，具有良好的透氣性、導(dǎo)濕性，能夠保持布面的干爽性。兩種纖維都具有抑菌、除味等功能，且可以生物降解。PP／PE纖維可使兩纖維的纏結(jié)融合，不掉毛。

表1 竹纖維 聚乳酸纖維PP／PE纖維規(guī)格表

2.2 生產(chǎn)流程

2.3 試制工藝研究

2.3.1 纖維的開松

根據(jù)纖維的性能分析，為了確保功能型表層材料具有抗菌、除味、透氣、導(dǎo)流等性能，對(duì)三種纖維進(jìn)行了充分實(shí)驗(yàn)，考慮其不同性能，優(yōu)化混合比例，最終竹纖維、聚乳酸纖維、PP／PE纖維選用了6∶2∶2比例稱重添加，針對(duì)竹纖維強(qiáng)力低、易脆斷的特點(diǎn)，采用以梳代打，少落快喂的工藝路線，盡快減少開松對(duì)竹纖維的損傷，并縮小塵棒間隔距，采用低速梳針打手，防止過度打擊而損傷纖維，以減少短纖與棉結(jié)，同時(shí)保證充分預(yù)濕，保持開松混合工序60%～70%的相對(duì)濕度，以滿足梳理成網(wǎng)的條件。采用8倉棉箱，確保充分混合，從而解決產(chǎn)品白度不勻和克重CV%不勻。

2.3.2 纖維的梳理成網(wǎng)

由于竹纖維表面光滑、纖維無卷曲，這些屬性決定了其可紡性差，傳統(tǒng)棉紡工藝難以有效加工。竹纖維與粘膠纖維相似，易吸濕，但放濕也快，如果原料本身回潮率就低，再加上車間溫濕度較低，很難在梳理機(jī)上成網(wǎng)。因而采取多項(xiàng)措施，在梳理區(qū)域加裝霧狀給濕裝置，確保相對(duì)濕度達(dá)到65%～70%，使竹纖維在開松過程中充分吸濕 ，纖維有效膨脹后，有利于針布有效握持轉(zhuǎn)移。

在梳理過程中，為減少棉結(jié)，加強(qiáng)分梳，梳棉工序采取適當(dāng)定量，低速度緊隔距工藝，適當(dāng)降低錫林轉(zhuǎn)速。由于竹纖維、玉米纖維卷曲少，纖維間抱合力差，纖維回?fù)魢?yán)重，棉網(wǎng)轉(zhuǎn)移困難，難以連續(xù)成網(wǎng)。我們借鑒棉紡經(jīng)驗(yàn)，通過降低齒高、提高齒密，選擇了轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)、分梳能力高的金屬針布，適當(dāng)減小錫林針齒工作角，提高對(duì)纖維的分梳和抓取能力，使纖維間的內(nèi)在勾結(jié)力顯著改善。同時(shí)選用合適的錫林道夫速比，改善錫林附面層結(jié)構(gòu)，利用氣流提高纖維的控制和轉(zhuǎn)移，再合理配置張力牽伸，使纖維順利轉(zhuǎn)移，保證連續(xù)成網(wǎng)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，我們的梳理工藝措施是科學(xué)有效的。

產(chǎn)品縱橫向質(zhì)量均勻性是開發(fā)成功的標(biāo)志和關(guān)鍵，為切實(shí)保證在2300mm幅寬纖網(wǎng)的均勻，其核心是纖維的開松和棉箱工藝的設(shè)計(jì)，在保證纖維開松的基礎(chǔ)上，我們對(duì)棉箱寬度、壓力、排風(fēng)量等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，做到氣流分布均勻，成網(wǎng)重量CV%達(dá)到5%以內(nèi)，從而保證和滿足了布面均勻性的要求。

2.3.3 水刺纏結(jié)加固工藝技術(shù)研究

由于纖維強(qiáng)度較低，光滑不易纏結(jié)，為保證產(chǎn)品的機(jī)械物理性能，必須加強(qiáng)纏結(jié)元件的改進(jìn)，提高纖維強(qiáng)力利用率。為此我們自行設(shè)計(jì)了變透氣率的新型鎳網(wǎng)，來代替水刺一輥筒上目前較大透氣率的不銹鋼絲網(wǎng)，該新型鎳網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層不銹鋼沖孔網(wǎng)、中間不銹鋼絲網(wǎng)、外層鎳網(wǎng)，設(shè)計(jì)外層鎳網(wǎng)的透氣率由近水泵側(cè)小向遠(yuǎn)水泵側(cè)大漸變。這樣既克服了不銹鋼絲網(wǎng)反射率低纏結(jié)效果差的弊端，又消除了傳統(tǒng)的鎳網(wǎng)兩端透氣率一致而導(dǎo)致近水泵側(cè)和遠(yuǎn)水泵側(cè)出現(xiàn)的布面纏結(jié)效果的差異，中間加設(shè)一不銹鋼絲網(wǎng)，避免了因內(nèi)層不銹鋼沖孔網(wǎng)和外層鎳網(wǎng)之間間隙過大，大大提高了纏結(jié)效率，提高橫向強(qiáng)力。同時(shí)通過合理優(yōu)化各個(gè)水刺頭壓力，減低各傳動(dòng)部件間的牽伸，有效地控制了布面變形。

表2 新型鎳網(wǎng)與不銹鋼絲網(wǎng)同壓力下參數(shù)對(duì)比

2.3.4 烘干定型工藝技術(shù)研究

由于聚乳酸纖維的熔點(diǎn)為160～165℃，PP／PE纖維熔點(diǎn)為131℃，為確保纖維的固有特性不被破壞，同時(shí)保證布面具有一定的光滑度，為此我們研究采用大流量、低溫度圓網(wǎng)射流烘干工藝定型后整理，烘干溫度控制在130～135℃，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，為后工序卷繞分切不變形提供了依據(jù)。

表3 兩種表層材料的性能測試對(duì)比

3 性能測試

從表3中可以看出，開發(fā)的新型水刺非織造材料平方米重量比現(xiàn)有護(hù)理用品熱風(fēng)非織造表層材料高40.4%，縱橫向斷裂強(qiáng)力比現(xiàn)有材料高74.2%；透氣率高70.5%，吸水時(shí)間快11秒；說明所開發(fā)新產(chǎn)品在透氣性和吸收能力方面都明顯優(yōu)于現(xiàn)有材料，具有明顯的親膚護(hù)膚性能。且經(jīng)過省疾病預(yù)防控制中心檢測，該材料對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的抑菌率超過90%。作為個(gè)人護(hù)理用品的表層材料，即使長時(shí)間使用，也不會(huì)產(chǎn)生濕疹、致敏等不適。因此。該試制開發(fā)的材料是現(xiàn)有材料的良好替代品。

4 結(jié)語

4.1 采用三種纖維開發(fā)出一種新型功能性表層材料，在優(yōu)選三種纖維比例的同時(shí)，對(duì)梳理工藝進(jìn)行了合理配置，達(dá)到了不損傷纖維和纖網(wǎng)均勻性的目的，保留了原料的優(yōu)良性能。

4.2 采用不添加任何化學(xué)助劑、無任何污染的水刺法加工工藝，通過對(duì)工藝專件合理改進(jìn)，優(yōu)化出最佳生產(chǎn)工藝，成功試制出一種功能型水刺非織造材料。

4.3 在個(gè)人護(hù)理用品方面。該功能型表面材料與現(xiàn)用材料對(duì)比結(jié)果表明，所開發(fā)的功能型表層材料不僅在強(qiáng)力、透氣性、吸水性方面表現(xiàn)優(yōu)異，而且在抑菌、除味方面具有良好的功能，同時(shí)綠色低炭，可降解，利于環(huán)保。

［1］袁傳剛，韓旭.功能型紙尿褲表層材料的開發(fā)及其性能研究［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2008，（8）：6—8.