可沖散性濕巾及其非織造布的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

王 磊

（浙江啟美日用品有限公司，浙江 海寧 314423）

水刺非織造布的工藝流程如下：應(yīng)用高速、高壓的水流，使布料纖維相互纏繞，因?yàn)楣に囍谱鬟^(guò)程中不會(huì)增添黏合劑等物品，所以該作業(yè)方式更為環(huán)保，不會(huì)產(chǎn)生污染等情況。此外，水刺非織造布不僅透氣性強(qiáng)，布料也更為柔軟親膚，適合與人體皮膚接觸。將水刺非織造布作為原材料的產(chǎn)品在相關(guān)行業(yè)占比普遍較高，主要是因?yàn)榇祟惒馁|(zhì)涵蓋多種纖維，能滿足多樣化需求，同時(shí)此種布料性價(jià)比較高，優(yōu)點(diǎn)較多，所以得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)下，將水刺非織造布作為原材料的產(chǎn)品包括濕巾等。

1 可沖散型濕巾的尺寸要求

根據(jù)2012年美國(guó)非織造布的行業(yè)要求，真正可沖入馬桶的可沖散性濕巾應(yīng)做到百分百?zèng)_出、百分百分解以及百分百生物降解。傳統(tǒng)對(duì)可沖散性濕巾的研究認(rèn)為，只要將尺寸為20 cm的濕巾縮小到14 cm，就能保證沖入馬桶后不會(huì)堵塞馬桶，這一類型的濕巾目前被稱作尺寸型可沖散濕巾。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可知，這一類型的可沖散濕巾能順利地沖入馬桶，并且不會(huì)將馬桶堵塞。其他研究表明，早期市場(chǎng)上銷售情況比較好的幾種尺寸型可沖散濕巾都不能同時(shí)具備百分百?zèng)_出、百分百分解以及百分百生物降解的特性，所以這些類型的尺寸型可沖散濕巾并不具有嚴(yán)格意義上的可沖散性。其中，普通類型的濕巾產(chǎn)品尺寸通常大于其他可沖散性濕巾，所以無(wú)法從馬桶中沖出，甚至?xí)氯R桶。雖然普通濕巾本身并不具備分散性，但也能百分百生物降解。雖然其他類型的可沖散性濕巾尺寸較小，可以沖出馬桶，但不能有效分散或只有一小部分能被生物降解[1]。由此可見，能被沖出并不代表能被沖散，也并不代表能被生物降解，同時(shí)也表明，濕巾的尺寸設(shè)計(jì)極為重要。

2 木漿氣流成網(wǎng)和膠合非織造布在可沖散性濕巾生產(chǎn)過(guò)程中的具體應(yīng)用

要想觀察到非織造布的可沖散性或能否被生物降解，要先從制作非織造布所使用的原材料、生產(chǎn)流程以及使用過(guò)程入手。利用尺寸較小的非織造布制作而成的濕巾，能有效確保其可從馬桶中被沖出，如果非織造布的制造原材料具備生物降解的性能，就能確保利用非織造布制作而成的濕巾產(chǎn)品能被生物降解。因此，在設(shè)計(jì)濕巾產(chǎn)品時(shí)，難度最大的依舊是保證濕巾的可分散性能，一方面，需要保障濕巾在使用后容易分散；另一方面，需要保障濕巾在使用過(guò)程中具備一定的強(qiáng)度。當(dāng)前，木漿氣流成網(wǎng)非織造布、膠合非織造布既能在使用過(guò)程中具備一定的強(qiáng)度，也能在使用后易于分散。這種類型的非織造布具備與衛(wèi)生紙一樣的可沖散性，與此同時(shí)，其強(qiáng)度也能滿足日常的基本使用需求。

3 水刺非織造布在可沖散性濕巾生產(chǎn)制作中的具體應(yīng)用

3.1 水刺技術(shù)的作業(yè)流程

當(dāng)前，普遍的水刺技術(shù)作業(yè)流程如下：（1）計(jì)算纖維；（2）做到開松混合；（3）把纖維整理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；（4）對(duì)纖維網(wǎng)的正面和反面進(jìn)行水刺纏繞；（5）烘干；（6）將布料卷繞。

3.2 水刺法概述

首先，水刺加固法的理念為選擇高速和高壓的水流穿透布料的纖維網(wǎng)絡(luò)，水流穿透布料后會(huì)產(chǎn)生反彈，由此可以了解到，水流會(huì)在布料的纖維網(wǎng)內(nèi)反復(fù)流動(dòng)。在此情況下，水流會(huì)在穿梭時(shí)從多個(gè)方向增強(qiáng)對(duì)纖維網(wǎng)的沖擊，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，纖維會(huì)產(chǎn)生變化，如位移、纏繞等，進(jìn)而增強(qiáng)纖維網(wǎng)的穩(wěn)固性。其次，工作人員需選擇符合水刺法要求的設(shè)備，常見的設(shè)備較多，除了多重喂料機(jī)械設(shè)備，還有輸送簾、開松機(jī)械和儲(chǔ)棉箱、梳理機(jī)械與交叉纖維網(wǎng)鋪設(shè)機(jī)械等。

3.3 測(cè)試材料的種類

此次試驗(yàn)共選擇5種不同類型的水刺非織造布：1號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維全部為滌綸，纖維網(wǎng)是交叉的形式；2號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維全部為滌綸，纖維網(wǎng)是平行的形式；3號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維中80%為滌綸，另外20%為黏膠，纖維網(wǎng)是平行的形式；4號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維一半為滌綸，另外一半為黏膠，纖維網(wǎng)是交叉的形式；5號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維全部為黏膠，纖維網(wǎng)是交叉的形式。測(cè)試分析：首先，對(duì)于以上5種不同類型的試驗(yàn)產(chǎn)品，可以通過(guò)顯微鏡拍攝的照片清晰地看到所有布料下位都是短纖維。短纖維的特點(diǎn)就是直徑較小，并且所有纖維排列整齊。由較短纖維構(gòu)成的纖維網(wǎng)一旦遇到速度較快、壓強(qiáng)較高的水利沖擊，就會(huì)更加迅速地纏繞，進(jìn)而大幅提高加固纖維網(wǎng)的工作效率。其次，通過(guò)對(duì)以上5種試驗(yàn)產(chǎn)品的正反面照片進(jìn)行觀察能夠明顯看到，所有試驗(yàn)產(chǎn)品中的纖維都是混亂分布，所有的纖維都是相互纏繞在儀器上。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是運(yùn)用了水刺加工技術(shù)。利用水刺法對(duì)布料進(jìn)行加工時(shí)，分布混亂的布料纖維因受到速度快、壓強(qiáng)高的水流沖擊，相互產(chǎn)生一定程度的干擾，變得更加牢固，形成水刺非織造布。再次，從顯微鏡所拍攝的照片能夠明顯看到，試驗(yàn)產(chǎn)品布料纖維之間都是相互纏繞，而相互纏繞的方式主要有兩種：第一種是單纖維纏繞，這種纏繞方式的特點(diǎn)就是外表更加光滑；第二種則相反，表面比較粗糙。滌綸材質(zhì)橫截面的形狀是圓形，縱向的切面特點(diǎn)就是光滑不粗糙并且平直，而黏膠材質(zhì)的橫截面是鋸齒狀，從黏膠縱向切面中能夠清楚地看到有條紋。從次，在等同速率下，這5種不同類型的試驗(yàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較相近，但是細(xì)節(jié)之處還存在一定的差別，不僅是因?yàn)槭褂昧怂碳庸ぜ夹g(shù)，還與布料纖維的組成結(jié)構(gòu)有比較密切的聯(lián)系。對(duì)于水刺非織造布材料的厚度，當(dāng)非織造布受到一定沖擊時(shí)，可以對(duì)布料正反兩面之間的距離進(jìn)行精細(xì)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果實(shí)際上就是布料的厚度。測(cè)量布料厚度的主要作用就是精準(zhǔn)掌握水刺非織造布的張力性能以及密度，這樣有利于對(duì)可沖散性濕巾進(jìn)行后續(xù)研究并推動(dòng)其發(fā)展。厚度是布料的一項(xiàng)較基礎(chǔ)的物理性質(zhì)，厚度與布料的其他性能，例如透氣性、強(qiáng)度、剛性以及手感等都有較大聯(lián)系，因此，研究水刺非織造布的物理性質(zhì)對(duì)可沖散性濕巾的發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義。最后，對(duì)于不同類型的試驗(yàn)產(chǎn)品厚度，測(cè)量數(shù)據(jù)如下：1號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度為0.34 mm，2號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度為0.31 mm，3號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度為0.41 mm，4號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度為0.43 mm，5號(hào)試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度為0.51 mm。所有試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度都是經(jīng)過(guò)至少40次的測(cè)量并取平均值所得到的結(jié)果。從測(cè)量所得數(shù)據(jù)能明顯看到，水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度與面密度之間呈正相關(guān)，也就是說(shuō)，如果可沖散性濕巾的面密度不斷增加，濕巾的厚度也會(huì)不斷增加，布料的厚度越均勻。因此，如果水刺非織造布的面密度更加均勻，說(shuō)明試驗(yàn)產(chǎn)品的力學(xué)性能更好[2]。

3.4 水刺非織造布材料的面密度

所謂的面密度實(shí)際上就是指單位面積織物的質(zhì)量，面密度的單位是g/m2。面密度與水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量有非常直接的關(guān)系，試驗(yàn)所得結(jié)果如下：1號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度為39.1 g/m2，2號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度為43.2 g/m2，3號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度為50.5 g/m2，4號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度為62.1 g/m2，5號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度為70.8 g/m2。依照試驗(yàn)結(jié)果能明顯看出，水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的面密度與布料的厚度呈正相關(guān)，水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的布料越厚，產(chǎn)品的面密度就越大；水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的布料越薄，產(chǎn)品的面密度就越小。布料的面密度越小，代表試驗(yàn)產(chǎn)品中纖維的分布更加整齊、均勻，試驗(yàn)產(chǎn)品的厚度也會(huì)更加平均，所以經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)的水刺非織造布產(chǎn)品的面密度也會(huì)更加均勻[3]。

3.5 水刺非織造布材料的力學(xué)性能

對(duì)上述5種水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如下：1號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的縱向斷裂強(qiáng)度為141.0 N，縱向斷裂伸長(zhǎng)量為33.80 mm；橫向斷裂強(qiáng)度為71.6 N，橫向斷裂伸長(zhǎng)量為45.70 mm；斜向斷裂強(qiáng)度為69.6 N，斜向斷裂伸長(zhǎng)量為55.90 mm。2號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的縱向斷裂強(qiáng)度為116.0 N，縱向斷裂伸長(zhǎng)量為24.60 mm；橫向斷裂強(qiáng)度為4.0 N，橫向斷裂伸長(zhǎng)量為131.20 mm；斜向斷裂強(qiáng)度為28.5 N，斜向斷裂伸長(zhǎng)量為76.90 mm。3號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的縱向斷裂強(qiáng)度為79.1 N，縱向斷裂伸長(zhǎng)量為32.80 mm；橫向斷裂強(qiáng)度為4.0 N，橫向斷裂伸長(zhǎng)量為75.10 mm；斜向斷裂強(qiáng)度為31.5 N，斜向斷裂伸長(zhǎng)量為84.60 mm。4號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的縱向斷裂強(qiáng)度為113.0 N，縱向斷裂伸長(zhǎng)量為49.20 mm；橫向斷裂強(qiáng)度為85.2 N，橫向斷裂伸長(zhǎng)量為55.20 mm；斜向斷裂強(qiáng)度為81.6 N，斜向斷裂伸長(zhǎng)量為54.70 mm。5號(hào)水刺非織造布試驗(yàn)產(chǎn)品的縱向斷裂強(qiáng)度為133.6 N，縱向斷裂伸長(zhǎng)量為22.50 mm；橫向斷裂強(qiáng)度為52.4 N，橫向斷裂伸長(zhǎng)量為64.40 mm；斜向斷裂強(qiáng)度為67.2 N，斜向斷裂伸長(zhǎng)量為31.40 mm。本次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)30次重復(fù)試驗(yàn)取得的平均值，斜向角度統(tǒng)一為斜45°。從試驗(yàn)結(jié)果能夠看到：首先，非織造布測(cè)試試驗(yàn)產(chǎn)品1、試驗(yàn)產(chǎn)品4和試驗(yàn)產(chǎn)品5的成網(wǎng)方式都是交叉成網(wǎng)，而試驗(yàn)產(chǎn)品2和試驗(yàn)產(chǎn)品3的成網(wǎng)方式都是平行成網(wǎng)，平行成網(wǎng)中的纖維全部為縱向分布，纖維縱向以及橫向強(qiáng)度差距較大。其次，布料的成網(wǎng)方式與布料的強(qiáng)度有直接關(guān)系，試驗(yàn)產(chǎn)品1和試驗(yàn)產(chǎn)品2的纖維結(jié)構(gòu)幾乎一樣，面密度也幾乎相同，但成網(wǎng)方式不同。交叉成網(wǎng)布料中的纖維分布比較雜亂，纏繞緊實(shí)，因此，交叉成網(wǎng)的水刺非織造布斷裂強(qiáng)度比平行成網(wǎng)的水刺非織造布斷裂強(qiáng)度大[4]。最后，滌綸的強(qiáng)度比黏膠的強(qiáng)度更大，如果滌綸含量增加，水刺非織造布測(cè)試試驗(yàn)產(chǎn)品1的斷裂強(qiáng)度應(yīng)大于水刺非織造布測(cè)試試驗(yàn)產(chǎn)品4的斷裂強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，國(guó)外較發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)可沖散性非織造布濕巾產(chǎn)品制造的研究已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)銷售環(huán)節(jié)，我國(guó)與這些較發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距較大，因此，需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)研發(fā)的重視。隨著商業(yè)化程度和人們的生活水平不斷提高，我國(guó)越來(lái)越重視非織造布的研究與應(yīng)用，大量的新技術(shù)、新材料、新工藝將被研發(fā)出來(lái)并且投入實(shí)際應(yīng)用，不僅可以有效促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速、健康發(fā)展，還有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。