PP紡黏非織造布的親水整理

1.東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201620；2.上海天壇助劑有限公司， 上海 201419

聚丙烯(PP)非織造布的產(chǎn)量每年都在穩(wěn)定增長(zhǎng)，而在各種PP非織造布中， 紡黏法已成為最重要的生產(chǎn)工藝。PP紡黏非織造布是由PP樹脂切片熔融后從紡絲箱體的噴絲孔中擠出，經(jīng)冷卻牽伸成網(wǎng)， 再經(jīng)過后道加固工序而形成的長(zhǎng)絲纖維網(wǎng)[1]。PP紡黏非織造布不僅生產(chǎn)成本低，而且具有密度低、吸濕性小、強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、家庭裝飾、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。其在用作衛(wèi)生巾和尿布面層材料時(shí)，要求能夠快速將體液傳遞到下面的吸收芯層，并盡量減小體液的返滲量，以保持與皮膚接觸時(shí)的干爽和舒適性[2]，這就對(duì)PP紡黏非織造布的親水性能提出了一定的要求。但PP為非極性分子結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)緊湊且分子中無(wú)親水基團(tuán)，因此如果PP紡黏非織造布不進(jìn)行親水整理，其將難以達(dá)到衛(wèi)生巾和尿布面層材料的性能要求[3]。

親水整理可以分為物理法和化學(xué)法2種方法[4]。其中，采用親水劑進(jìn)行表面整理這一物理法具有方法簡(jiǎn)單、成本低、效果好和應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)，它可以在不改變纖維原有特性的前提下大幅提高纖網(wǎng)的親水性，是目前衛(wèi)生用品行業(yè)廣泛采用的改性手段[5]。親水整理劑含有一種既有親水基團(tuán)又有疏水基團(tuán)的“兩親”分子，它的疏水基團(tuán)通過范德華力被吸附于PP纖維表面，而親水基團(tuán)伸向空間，形成定向排列的吸附層，從而有效地改變了原有PP纖維表面的親水性能[6]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)滌綸織物親水整理劑的研究較多[7-9]，而對(duì)適用于PP紡黏非織造布的親水整理劑研究較少。

上海天壇助劑有限公司是一家歷史悠久的專業(yè)助劑供應(yīng)商，多年來(lái)為紡織、皮革、造紙、塑料、農(nóng)藥等行業(yè)提供專業(yè)助劑解決方案。本文采用該公司新開發(fā)的親水整理劑，研究其對(duì)PP紡黏非織造布的親水整理效果，以解決目前我國(guó)衛(wèi)生巾和尿布面層非織造材料親水整理劑多采用進(jìn)口助劑的問題。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

(1) 面密度為20 g/m2的PP紡黏非織造布，自購(gòu)。

(2) 1～9號(hào)親水整理劑，上海天壇助劑有限公司制造。

(3) 2種經(jīng)過親水整理的知名品牌PP紡黏非織造布，由PP紡黏非織造布生產(chǎn)廠家提供，分別標(biāo)記為對(duì)比樣1和對(duì)比樣2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

LP型氣動(dòng)小軋車，F(xiàn)A2004A型電子天平，YG814D型液體穿透儀，烘箱等。

1.3 整理工藝

分別配制1～9號(hào)親水整理劑溶液，使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23%，將PP紡黏非織造布放入整理劑溶液中，采用“一浸(5 min)一軋”工藝，然后烘干(溫度為120 ℃，時(shí)間為10 min)，得到親水整理樣品。

1.4 測(cè)試方法

(1) 參照GB/T 24218.6—2010 《紡織品 非織造布試驗(yàn)方法 第6部分：吸收性的測(cè)定》，測(cè)試樣品的液體吸收性能。

(2) 采用YG814D型液體穿透儀，參照GB/T 24218.8—2010 《紡織品 非織造布試驗(yàn)方法 第8部分：液體穿透時(shí)間的測(cè)定(模擬尿液)》，測(cè)試樣品的液體單次穿透時(shí)間。

(3) 采用YG814D型液體穿透儀，參照GB/T 24218.13—2010 《紡織品 非織造布試驗(yàn)方法 第13部分：液體多次穿透時(shí)間的測(cè)定》，測(cè)試樣品的液體多次穿透時(shí)間。

(4) 參照GB/T 24218.14—2010 《紡織品 非織造布試驗(yàn)方法 第14部分：包覆材料返濕量的測(cè)定》，測(cè)試樣品的返濕量。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同親水整理劑對(duì)PP紡黏非織造布液體吸收性能的影響

液體吸收性能主要由液體吸收量和液體吸收時(shí)間2個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。液體吸收量反映了產(chǎn)品吸液的多少，液體吸收時(shí)間反映了產(chǎn)品吸液的快慢。在相同條件下，采用1～9號(hào)親水整理劑對(duì)PP紡黏非織造布進(jìn)行親水整理，其液體吸收量和液體吸收時(shí)間測(cè)試結(jié)果見表1，其中對(duì)比樣1和對(duì)比樣2的液體吸收性能也一并列入。

表1 液體吸收性能測(cè)試結(jié)果

由表1可知，經(jīng)1～9號(hào)親水整理劑處理后的PP紡黏非織造布，其液體吸收量均大于2個(gè)對(duì)比樣，說(shuō)明經(jīng)親水整理劑處理后，PP紡黏非織造布的液體吸收量明顯提升。但在液體吸收時(shí)間方面，除了1號(hào)親水整理劑的效果與2種對(duì)比樣相近外，其余親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的吸液速度均小于2種對(duì)比樣，說(shuō)明1～9號(hào)親水整理劑在吸液速度方面，與現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品存在一定差距。

總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)1、 3、 4、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的液體吸收量較高，其液體吸收時(shí)間也較短，說(shuō)明其不僅吸液量大，而且吸液速度也較快，顯示出優(yōu)良的液體吸收性能。相對(duì)來(lái)說(shuō)，2、 5、 6、 7、 8號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的液體吸收性能較差。

2.2 不同親水整理劑對(duì)PP紡黏非織造布液體單次穿透時(shí)間的影響

液體單次穿透時(shí)間能夠直接反映作為衛(wèi)生巾和尿布面層材料的PP紡黏非織造布透水性能好壞，其液體單次穿透時(shí)間越短，透液性能越好[10]，就越不易發(fā)生體液側(cè)漏等問題。

經(jīng)1～9號(hào)親水整理劑處理后，PP紡黏非織造布的液體單次穿透時(shí)間見圖1，其中10和11號(hào)分別為對(duì)比樣1和對(duì)比樣2。

圖1 經(jīng)不同親水整理劑處理后PP紡黏非織造布的液體單次穿透時(shí)間

由圖1可知：經(jīng)1、 3、 7、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布，其液體單次穿透時(shí)間短于2種對(duì)比樣，說(shuō)明其透水性能優(yōu)于這2種對(duì)比樣，其中9號(hào) 親水整理劑的效果最好；經(jīng)2、4、5、6、8號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布，其液體單次穿透時(shí)間長(zhǎng)于2種對(duì)比樣，說(shuō)明其透水性能相對(duì)較差，其中5和6號(hào)親水整理劑的效果最差。

2.3 不同親水整理劑對(duì)PP紡黏非織造布液體多次穿透時(shí)間的影響

衛(wèi)生巾和尿布一般要多次吸收體液以滿足人們夜間使用的要求，而液體多次穿透時(shí)間是衡量這一使用要求的具體指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，若試樣的3次液體穿透時(shí)間總和小于20.00 s，表明試樣是耐久親水性非織造布，親水整理劑在非織造布中的穩(wěn)定性和耐遷移性較好[11]，可以滿足多次吸收體液的使用要求。各親水整理樣品和對(duì)比樣的液體多次穿透時(shí)間測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 液體多次穿透時(shí)間測(cè)試結(jié)果

由表2可以看出，經(jīng)1～9號(hào)親水整理劑處理后，PP紡黏非織造布的液體單次穿透時(shí)間均隨著穿透次數(shù)的增加而延長(zhǎng)。這說(shuō)明隨著穿透次數(shù)的增加，PP紡黏非織造布上的部分親水整理劑流失而進(jìn)入吸液墊，PP紡黏非織造布上所結(jié)合的親水基團(tuán)減少，導(dǎo)致其透水性能降低，因此其液體單次穿透時(shí)間會(huì)隨著穿透次數(shù)的增加而逐漸變長(zhǎng)。

由表2還可以看出，11種樣品的3次穿透時(shí)間總和均小于20.00 s，表明這些樣品均是耐久親水性非織造布。經(jīng)3、 4、 7、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的第3次穿透時(shí)間均不超過3.00 s，明顯小于2種對(duì)比樣，表現(xiàn)出優(yōu)異的多次透水性能。這說(shuō)明3、 4、 7、9號(hào)4種親水整理劑與PP紡黏非織造布纖維表面有更強(qiáng)的相互作用力，不易被水沖洗而流失。經(jīng)3、 4、 7、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布，用作衛(wèi)生巾和尿布面層材料時(shí)具有較好的穩(wěn)定性和耐遷移性。

2.4 不同親水整理劑對(duì)PP紡黏非織造布返濕量的影響

反濕量體現(xiàn)了親水整理后PP紡黏非織造布抵抗尿液重新回滲到皮膚上的能力。通常反濕量越小，抵抗尿液重新回滲到皮膚上的量越小，PP紡黏非織造布的干爽性能越好[12]。各親水整理樣品和對(duì)比樣的返濕量測(cè)試結(jié)果見圖2。

圖2 經(jīng)不同親水整理劑處理后PP紡黏非織造布的返濕量

由圖2可知：所有樣品的返濕量均小于0.130 g，均滿足尿布包覆材料對(duì)反濕量的標(biāo)準(zhǔn)要求；經(jīng)1、 2、 3、 4、 5、 6、9 號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布，其返濕量小于2種對(duì)比樣，說(shuō)明其抵抗尿液重新回滲到皮膚上的能力優(yōu)于2種對(duì)比樣，其中6號(hào)親水整理劑的效果最好；經(jīng)7、8號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布抵抗尿液重新回滲到皮膚上的能力較差。

3 結(jié)論

為了拓展衛(wèi)生巾和尿布面層親水整理劑市場(chǎng)，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PP紡黏非織造布親水整理劑配方體系，上海天壇助劑有限公司研制了9種親水整理劑。采用標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)PP紡黏非織造布進(jìn)行親水整理，并將其與2種知名品牌親水PP紡黏非織造布進(jìn)行了性能對(duì)比：

(1) 1、 3、 4、 9號(hào)親水整理劑可以顯著提高PP紡黏非織造布的液體吸收量。

(2) 1、 3、 7、 9號(hào)親水整理劑可以顯著縮短PP紡黏非織造布的液體單次穿透時(shí)間。

(3) 經(jīng)3、 4、 7、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的第3次液體穿透時(shí)間均不超過3.00 s，3次液體穿透時(shí)間總和均遠(yuǎn)小于20.00 s。

(4) 經(jīng)1、 2、 3、 4、 5、 6、 9號(hào)親水整理劑處理的PP紡黏非織造布的返濕量較小。

作為衛(wèi)生巾和尿布面層材料，需要從液體吸收性能、液體單次穿透時(shí)間、液體多次穿透時(shí)間和返濕量等多個(gè)性能指標(biāo)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)?？傮w來(lái)說(shuō)，3和9號(hào)親水整理劑的綜合效果較好，其親水整理后的PP紡黏非織造布除了液體吸收時(shí)間稍長(zhǎng)之外，其他各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于2種市售親水PP紡黏非織造布。