功能型個人護理用品水刺非織造表層材料的開發

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 濟南250200）

水刺非織造工藝是一種新型的非織造材料加工技術。其特點是纖維間柔性纏結，加工過程不損傷纖維且對環境無污染，產品不起毛、不掉毛、不含其它雜質且不添加任何粘合劑。產品柔軟吸濕性好，強度高，外觀及手感上佳，是各種非織造布產品中最接近傳統紡織品的一種。其在衛生、安全、經濟、舒適性等方面具有明顯優勢，正逐漸進入并替代傳統紡織品在醫療、衛生、清潔、護理等領域的應用。

本項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，結合聚乳酸纖維優異的導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PP／PE纖維。研究了生產過程中的主要梳理、水刺工藝技術和具體措施，實現竹纖維與聚乳酸纖維的纏結融合，固結成布。既保留了纖維抑菌、除異味功能，又具有吸濕導濕、透氣、手感柔軟、豐滿、體感溫暖的特性，極適合于衛生巾、紙尿褲、成人護理墊后加工多層復合的要求。

1 個人護理用品的現狀

當前市場上個人護理用品包括婦女衛生巾、嬰幼兒紙尿褲及成人失禁墊等，已經成為人們日常生活的必需品。該產品一般是由多層材料結構建立起來的一個液體吸控系統，主要由面層、導流層、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等化學合成原料，因纖維具有粗質、體感硬、涼滑、不吸水等特性，對皮膚的適用性、刺激性、致敏性具有明顯的局限性，且長時間穿戴會形成一個潮濕的環境，不利于健康，會誘發濕疹、產生異味等。隨著人們生活質量的提高，生活方式的改善，追求健康理念的增強，現行材料很難滿足所需面層要求的親膚護膚作用，不具有抗菌、抑菌、除味等功能。因而，加強面層材料的功能性研究，采用新的生產工藝技術、新材料，對個人護理行業起著至關重要的作用。

2 研制功能型護理用品水刺非織造材料

我們從改善纖維原料為切入點，采用新非織造型功能性纖維，研究新型開松梳理成網、水刺加固非織造工藝技術，規模化生產開發了功能型非織造個人護理用品表層材料。整個生產過程沒有任何污染，不添加任何化合劑，達到清潔生產。

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，還具有良好的透氣、滲透、導濕、滑爽、不掉毛等特性，我們深入了解了新型纖維的結構性能，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融合，不掉毛。

表1 竹纖維 聚乳酸纖維PP／PE纖維規格表

2.2 生產流程

2.3 試制工藝研究

2.3.1 纖維的開松

根據纖維的性能分析，為了確保功能型表層材料具有抗菌、除味、透氣、導流等性能，對三種纖維進行了充分實驗，考慮其不同性能，優化混合比例，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，針對竹纖維強力低、易脆斷的特點，采用以梳代打，少落快喂的工藝路線，盡快減少開松對竹纖維的損傷，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，同時保證充分預濕，保持開松混合工序60%～70%的相對濕度，以滿足梳理成網的條件。采用8倉棉箱，確保充分混合，從而解決產品白度不勻和克重CV%不勻。

2.3.2 纖維的梳理成網

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，很難在梳理機上成網。因而采取多項措施，在梳理區域加裝霧狀給濕裝置，確保相對濕度達到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移。

在梳理過程中，為減少棉結，加強分梳，梳棉工序采取適當定量，低速度緊隔距工藝，適當降低錫林轉速。由于竹纖維、玉米纖維卷曲少，纖維間抱合力差，纖維回擊嚴重，棉網轉移困難，難以連續成網。我們借鑒棉紡經驗，通過降低齒高、提高齒密，選擇了轉移能力較強、分梳能力高的金屬針布，適當減小錫林針齒工作角，提高對纖維的分梳和抓取能力，使纖維間的內在勾結力顯著改善。同時選用合適的錫林道夫速比，改善錫林附面層結構，利用氣流提高纖維的控制和轉移，再合理配置張力牽伸，使纖維順利轉移，保證連續成網。生產實踐證明，我們的梳理工藝措施是科學有效的。

產品縱橫向質量均勻性是開發成功的標志和關鍵，為切實保證在2300mm幅寬纖網的均勻，其核心是纖維的開松和棉箱工藝的設計，在保證纖維開松的基礎上，我們對棉箱寬度、壓力、排風量等進行了優化設計，做到氣流分布均勻，成網重量CV%達到5%以內，從而保證和滿足了布面均勻性的要求。

2.3.3 水刺纏結加固工藝技術研究

由于纖維強度較低，光滑不易纏結，為保證產品的機械物理性能，必須加強纏結元件的改進，提高纖維強力利用率。為此我們自行設計了變透氣率的新型鎳網，來代替水刺一輥筒上目前較大透氣率的不銹鋼絲網，該新型鎳網結構包括內層不銹鋼沖孔網、中間不銹鋼絲網、外層鎳網，設計外層鎳網的透氣率由近水泵側小向遠水泵側大漸變。這樣既克服了不銹鋼絲網反射率低纏結效果差的弊端，又消除了傳統的鎳網兩端透氣率一致而導致近水泵側和遠水泵側出現的布面纏結效果的差異，中間加設一不銹鋼絲網，避免了因內層不銹鋼沖孔網和外層鎳網之間間隙過大，大大提高了纏結效率，提高橫向強力。同時通過合理優化各個水刺頭壓力，減低各傳動部件間的牽伸，有效地控制了布面變形。

表2 新型鎳網與不銹鋼絲網同壓力下參數對比

2.3.4 烘干定型工藝技術研究

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

表3 兩種表層材料的性能測試對比

3 性能測試

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

4 結語

4.1 采用三種纖維開發出一種新型功能性表層材料，在優選三種纖維比例的同時，對梳理工藝進行了合理配置，達到了不損傷纖維和纖網均勻性的目的，保留了原料的優良性能。

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

4.3 在個人護理用品方面。該功能型表面材料與現用材料對比結果表明，所開發的功能型表層材料不僅在強力、透氣性、吸水性方面表現優異，而且在抑菌、除味方面具有良好的功能，同時綠色低炭，可降解，利于環保。

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