吸收性衛(wèi)生用品彈性解決方案及彈性非織造布新進(jìn)展

林廣瑞 廣州市斐萊世材料科技有限公司

吸收性衛(wèi)生用品包括女性衛(wèi)生用品、嬰兒護(hù)理用品、成人失禁用品等類型。

表1 吸收性衛(wèi)生用品類別

吸收性衛(wèi)生用品一般都包含面層、底層、吸收芯體等核心結(jié)構(gòu)，各個(gè)結(jié)構(gòu)的功能和要求如圖1所示。

圖1 吸收性衛(wèi)生用品各個(gè)結(jié)構(gòu)的功能

為了滿足貼身防漏、舒適美觀的需求，吸收性衛(wèi)生用品需要使用彈性材料，如腿部松緊帶、立體護(hù)圍、彈性腰圍和彈性耳貼等部位。衛(wèi)生用品中應(yīng)用的主要彈性材料類型和特點(diǎn)如表2所示。

表2 吸收性衛(wèi)生用品應(yīng)用的彈性材料及特性

彈性材料的彈性及其他力學(xué)性能可通過(guò)其應(yīng)力/應(yīng)變曲線來(lái)描述（如圖2）。在彈性材料拉伸階段，隨著拉力的增大，材料不斷伸長(zhǎng)。回復(fù)時(shí)，隨著長(zhǎng)度縮短，回彈應(yīng)力不斷降低。仔細(xì)觀察其過(guò)程，拉伸曲線和回彈曲線并不重合，在相同長(zhǎng)度時(shí)的拉力都比回彈力大。由此可理解，我們拉伸紙尿褲時(shí)，手感受到的拉力和穿著的回彈力并不一致。

1 氨綸絲

氨綸絲具有固有且耐久的彈性，同橡筋相比，它不但更堅(jiān)韌，而且更經(jīng)久耐用，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生用品的立體護(hù)圍，紙尿褲的松緊帶，彈性腰圍，訓(xùn)練褲的環(huán)腰等。但氨綸絲也有自己的局限，產(chǎn)品的美觀度稍差，也比較厚。

1.1 氨綸絲的生產(chǎn)流程及產(chǎn)品特性

氨綸絲是以聚氨基甲酸酯為主要成分的一種嵌段共聚物制成的纖維。中國(guó)氨綸絲的產(chǎn)量占全球的70%，氨綸絲生產(chǎn)技術(shù)成熟，工藝流程分聚合、紡絲成型兩個(gè)階段，國(guó)內(nèi)不少氨綸絲廠家已開(kāi)發(fā)適合衛(wèi)生用品行業(yè)的低含油產(chǎn)品。

衛(wèi)生用品彈性部位的彈性大小與氨綸絲用量及彈性模量相關(guān)，不同廠家的相同規(guī)格（如620分特）氨綸絲拉力及回彈力不盡相同。模量高低與氨綸絲配方，生產(chǎn)工藝有關(guān)。一般高彈性模量的氨綸絲，回彈力及彈性回復(fù)率也較高。

高彈性模量氨綸絲相對(duì)低彈性模量氨綸絲具有更高的性價(jià)比——更少的氨綸絲用量，更低的殘余變形。而較低模量的氨綸絲具有更高的拉伸，及更平穩(wěn)的回彈力曲線。

1.2 氨綸絲的拉伸倍率

氨綸絲的最大拉伸倍率達(dá)5.0倍以上，一般有效拉伸2.5～3.5倍。對(duì)比不同拉伸倍率的應(yīng)力/應(yīng)變曲線，發(fā)現(xiàn)使用不同拉伸倍率的氨綸絲，穿著彈力沒(méi)有明顯差異。

1.3 氨綸絲應(yīng)用工藝及問(wèn)題對(duì)策——彈力舒適與貼身防漏的平衡

身體的活動(dòng)需要貼身舒適的保護(hù)，理想的彈性材料應(yīng)有平穩(wěn)的回彈力曲線，能為不同體型的使用者提供合身度，讓吸收功能芯體發(fā)揮更好的效用。

氨綸絲回彈力如果較高，可以增加芯體的吸收時(shí)間，有效防漏，減少側(cè)漏的風(fēng)險(xiǎn)。但是表面褶皺容易導(dǎo)致皮膚勒痕和不適感。

想象一下潮汐河道排泄及堤壩，芯體為河床，防漏隔邊為堤壩，堤壩高度隨身體活動(dòng)高低起伏。堤壩高度越高底部壓力越大，防漏效果越好舒適度越低。因此，需要在舒適與貼身防漏之間尋找平衡點(diǎn)。

1.4 氨綸絲應(yīng)用工藝及問(wèn)題對(duì)策——開(kāi)卷及張力控制

氨綸絲的包裝都采用圓管卷裝，按開(kāi)卷方式分主動(dòng)開(kāi)卷及側(cè)退不停機(jī)開(kāi)卷。

目前嬰兒紙尿褲設(shè)備大多采用主動(dòng)開(kāi)卷，部分訓(xùn)練褲采用側(cè)退開(kāi)卷，兩者不分優(yōu)劣，但側(cè)退開(kāi)卷能消除停機(jī)更換氨綸絲的損耗，而受部分用戶的青睞。

生產(chǎn)過(guò)程中氨綸斷絲的原因主要分為兩大類：一是氨綸絲質(zhì)量異常，如粘連，結(jié)點(diǎn)分絲，存放處置不當(dāng)?shù)?。另外就是?yīng)用工藝不當(dāng)，如主動(dòng)開(kāi)卷端開(kāi)卷張力不足，近主機(jī)端導(dǎo)輪傳導(dǎo)張力差異大等。

彈性氨綸絲對(duì)張力變化敏感，氨綸導(dǎo)絲路徑及導(dǎo)輪均對(duì)氨綸絲的輸送產(chǎn)生影響。合理的使用工藝應(yīng)減少路徑的阻力，避免過(guò)多的導(dǎo)輪。

有些訓(xùn)練褲生產(chǎn)線采用多達(dá)50根氨綸絲，不良的導(dǎo)輪維護(hù)往往造成高頻的斷絲停機(jī)。通過(guò)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)輪保養(yǎng)和張力控制，能有效消除斷絲，生產(chǎn)過(guò)程的氨綸絲狀態(tài)可納入流程化、數(shù)據(jù)化、可視化管理。

1.5 膠貼型嬰兒紙尿褲彈性材料應(yīng)用案例

膠貼型紙尿褲應(yīng)用彈性材料的部位越來(lái)越多，從腿部松緊帶，立體隔邊到懸浮芯體，大/小環(huán)腰，彈性左右貼等。

1.6 嬰兒訓(xùn)練褲中彈性氨綸絲應(yīng)用案例

內(nèi)褲型產(chǎn)品彈性包覆遠(yuǎn)多于膠貼型產(chǎn)品，伸縮性良好的彈性材料可以確保訓(xùn)練褲貼身不緊繃。

嬰兒訓(xùn)練褲各彈性部位分別起不同的作用，要求的回彈力有所差異。對(duì)應(yīng)可選擇不同規(guī)格的氨綸絲及不同拉伸倍率工藝。同時(shí)，不同的氨綸絲拉伸倍率會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品有不同的外觀，廠商多根據(jù)用戶的偏好取舍。

表4 嬰兒訓(xùn)練褲彈性材料的應(yīng)用

1.7 經(jīng)期褲/輕度失禁褲中彈性氨綸絲應(yīng)用案例

采用氨綸絲在線與非織造布復(fù)合生產(chǎn)環(huán)腰，工藝成熟、效率高，成本也比較低。但氨綸絲收縮引起表面褶皺對(duì)合身服貼性造成一定的影響，腿部松緊帶及立體護(hù)圍氨綸絲束貼近皮膚，也容易造成勒痕。

圖3 氨綸絲經(jīng)期褲/輕度失禁褲應(yīng)用案例

2 彈性膜的特性及應(yīng)用案例

TPU/TPE類彈性膜具有類似氨綸絲的應(yīng)力應(yīng)變特征，有效拉伸3～5倍，不過(guò)彈性模量相對(duì)較低，塑性變形也較高。在線復(fù)合面層的非織造布后，延伸性和回彈力等都有明顯差異。通過(guò)在線打孔，可改善透氣性，也會(huì)帶來(lái)彈性的差異。圖4為市場(chǎng)上一款采用彈性膜的產(chǎn)品，更薄，但高延伸時(shí)回復(fù)率下降。

圖4 彈性膜應(yīng)用案例

3 彈性非織造布的新進(jìn)展

內(nèi)褲型產(chǎn)品在紙尿褲市場(chǎng)所占比例越來(lái)越高，具有更大的舒展性，更好的合身度、美觀度和私密性，有部分品牌將產(chǎn)品標(biāo)注為內(nèi)衣，與紡織品內(nèi)衣非常相似，舒適、時(shí)尚化。彈性非織造布材料具有高延展性、高回復(fù)率、高透氣性、柔軟性好等特點(diǎn)，在女性經(jīng)期褲、嬰兒訓(xùn)練褲、輕度失禁褲等產(chǎn)品上應(yīng)用，可以使產(chǎn)品更加輕薄、貼身。

3.1 激活彈性非織造布的特性

采用透氣的彈性非織造布能減少在線打孔的工藝，非織造布激活后縱向具有一定的彈性，延伸率最高約120%，如彈性非織造布與面層非織造布復(fù)合，彈性將進(jìn)一步下降。圖5為市場(chǎng)上一款經(jīng)期褲產(chǎn)品，采用激活彈非織造布復(fù)合腰圍。

圖5 激活彈性非織造布應(yīng)用案例

3.2 縱向彈性非織造布的特性

成人紙尿褲生產(chǎn)商希望在現(xiàn)有設(shè)備上生產(chǎn)第二代內(nèi)褲型產(chǎn)品，縱向彈性非織造布能契合設(shè)備工藝要求?？v向彈性非織造布的延伸率最高約100%，如與面層非織造布復(fù)合，彈性將進(jìn)一步下降。

3.3 橫向彈性非織造布的特性

橫向彈性非織造布具有2.2倍的適中的彈性。有不同延伸率及材料柔軟度，可以做出不同織物風(fēng)格。

現(xiàn)在還在開(kāi)發(fā)棉感和絲感彈性非織造布材料，回彈率能達(dá)到80%以上，且更加透氣，絲薄。

圖6 棉感和絲感非織造布的彈性特性

4 輕度失禁產(chǎn)品中彈性材料的應(yīng)用

成人失禁用品的消費(fèi)者可分為3個(gè)類型：

● 可自由活動(dòng)的人群：比較年輕，可以自己去購(gòu)買失禁用品，并且可以自己穿上，并不影響日常的生活；

● 臥床不起的病人：他們可能受一些藥物或疾病的困擾，無(wú)法離開(kāi)病床；

● 看護(hù)者或者護(hù)工：他們購(gòu)買并使用失禁用品，給照顧的病人或家人使用，如自己的父母，或者是爺爺奶奶。

對(duì)于能夠自由行動(dòng)的輕度失禁人群，在外出工作、旅游、運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)所使用失禁用品的過(guò)程中，希望產(chǎn)品高度私密，不影響日常生活。因此，輕度失禁褲要能滿足消費(fèi)者私密、舒適、透氣、貼身、時(shí)尚的需求。隨著消費(fèi)者經(jīng)濟(jì)能力的提升，以及產(chǎn)品的教育和普及，輕度失禁用品市場(chǎng)將迎來(lái)顯著的增長(zhǎng)，高品質(zhì)彈性材料在輕度失禁用品上的應(yīng)用也會(huì)不斷拓展。

表5 輕度失禁褲中彈性材料的應(yīng)用

圖7 貼身、時(shí)尚的輕度失禁褲產(chǎn)品

Q&A問(wèn)答

1.能否比較一下各種彈性材料的成本？

答：彈性材料氨綸絲彈性拉伸回復(fù)好，使用工藝成熟，成本經(jīng)濟(jì)。目前紙尿褲及第一代失禁褲采用氨綸彈性材料。以中碼經(jīng)期褲為例，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，拉伸倍率差異大，彈性氨綸的使用量0.6～1.0g/片均合理。彈性氨綸價(jià)格大多4萬(wàn)～6萬(wàn)元/t，個(gè)別達(dá)9萬(wàn)元/t。彈性非織造布按3～5元/m2，如成人內(nèi)褲型產(chǎn)品，用量0.2m2/片。如按相同面積大小比較，氨綸復(fù)合彈性材料成本較低。

2.彈性材料縱向彈和橫向彈對(duì)紙尿褲設(shè)計(jì)和紙尿褲設(shè)備有哪些特殊要求？

答：目前衛(wèi)生用品設(shè)備大多采用縱向彈性的工藝，不能直接采用橫向彈性材料。需重新設(shè)計(jì)內(nèi)褲型吸收護(hù)理用品，然后定制設(shè)備，個(gè)性化開(kāi)發(fā)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)模塊化的設(shè)備。

3.彈性非織造布用于嬰兒拉拉褲可行性如何？

答：彈性非織造布或彈性薄膜十年前曾廣泛應(yīng)用于膠貼型嬰兒紙尿褲的后端彈性腰圍，彈性大耳朵也廣泛使用。相比氨綸彈性拉伸回復(fù)更好，成本更低。

彈性非織造布結(jié)合彈性與面料的特性，如柔軟的伸展回彈性，紡織面料的手感，平整多彩美觀的超薄布料感。嬰兒游泳褲等時(shí)尚服飾化的產(chǎn)品多關(guān)注彈性非織造布新應(yīng)用。彈性非織造布分縱向彈性，橫向彈性及四面彈性。單從彈性功能訴求，彈性非織造布仍待極大的提升，才能拉近與氨綸的差距。

4.用橫向彈性布做成的經(jīng)期褲，與氨綸絲做成的經(jīng)期褲，成本價(jià)格相差多少？

答：第三代工藝的經(jīng)期褲，采用橫向彈性非織造布及小芯體結(jié)構(gòu)，材料成本約0.8～1.0元/片。比第一代氨綸絲工藝的經(jīng)期褲成本略有增加。