非織造布柔軟度評(píng)定方式及其影響因素

王 秦 楊錦祥 湖南舒比奇生活用品有限公司

1 非織造布柔軟度及其評(píng)定方式

1.1 柔軟度定義

柔軟度是指某些機(jī)械和物理性能對(duì)人手掌刺激所引起的綜合反應(yīng)之一，是非織造布各項(xiàng)指標(biāo)中受主觀評(píng)價(jià)影響較大的一項(xiàng)。隨著衛(wèi)材行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及消費(fèi)水平的提高，嬰兒紙尿褲不再僅限于滿足基本的功能，消費(fèi)者越來(lái)越多的關(guān)注更高層次的安全需求，柔軟度作為主要因素之一，其好壞直接影響著產(chǎn)品的使用舒適度與體驗(yàn)感受。

1.2 柔軟度評(píng)定方式

柔軟度評(píng)定方式主要有兩種，一是感官評(píng)定法，通過(guò)人的手對(duì)材料做出抓取、撫摸、揉捏等動(dòng)作所引起的感覺(jué)反饋，并結(jié)合對(duì)其外觀視覺(jué)印象做出評(píng)價(jià)，通常又稱主觀評(píng)定。在感官評(píng)定時(shí)，一般是集中適當(dāng)?shù)氖炀毴藛T，在一定的環(huán)境條件下對(duì)材料進(jìn)行檢驗(yàn)，評(píng)定結(jié)果一般為分級(jí)評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)。

二是儀器評(píng)定法，利用特定儀器如織物柔軟度測(cè)試儀，來(lái)對(duì)材料進(jìn)行數(shù)據(jù)化的客觀評(píng)定。因?yàn)槿彳浂戎笜?biāo)依附于產(chǎn)品，受消費(fèi)者主觀評(píng)定的影響極大，所以儀器評(píng)定法一般作為企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的管控手段，將消費(fèi)者感受反饋進(jìn)行技術(shù)層面的參數(shù)調(diào)整。

1.3 柔軟度評(píng)定基本現(xiàn)狀

上述兩種評(píng)定方法評(píng)價(jià)范圍包括厚與薄、重與輕、硬與軟、滑與澀，經(jīng)過(guò)消費(fèi)受眾需求的更迭，最終呈現(xiàn)在兩個(gè)感官層面：“棉”質(zhì)觸感與“滑”質(zhì)觸感?！懊蕖辟|(zhì)觸感主要體現(xiàn)于類(lèi)似羊毛的蓬松感，在一定程度上包括了“厚、豐滿、蓬松、回彈性好”等特點(diǎn)；“滑”質(zhì)觸感主要表現(xiàn)于類(lèi)似蠶絲般的順滑感，在一定程度上包括了“薄、爽滑、光潔”等特點(diǎn)。

表1 觸覺(jué)分類(lèi)明細(xì)

2 非織造布柔軟度的影響因素

2.1 原纖性狀對(duì)柔軟度的影響

2.1.1 纖維細(xì)度

纖維細(xì)度一定程度上影響著纖網(wǎng)成型后的柔軟度，纖維變細(xì)，將使纖維的彎曲剛度減小，點(diǎn)接觸面積減小，纖維變得松柔和觸感細(xì)膩。相反，纖維變粗，將使纖維的彎曲剛度增大，點(diǎn)接觸面積增大，纖維變得剛硬和觸感粘澀。

2.1.2 纖維卷曲度

纖維卷曲按照卷曲度形態(tài)結(jié)構(gòu)可分二維平面卷曲和三維立體卷曲，最初是基于對(duì)羊毛纖維卷曲度研究。一是通過(guò)采用機(jī)械的方法使得纖維兩側(cè)產(chǎn)生收縮差異，來(lái)獲得短纖維的二維卷曲。二是通過(guò)采用復(fù)合紡絲法將兩種聚合物紡成復(fù)合纖維，由于不同組分的熱收縮率存在著差異，在紡絲及后加工過(guò)程中產(chǎn)生了三維卷曲效果。纖維卷曲目的是為了達(dá)到類(lèi)似羊毛的蓬松性能和卷曲彈性，改善抗皺性與柔軟度。通過(guò)對(duì)擁有高卷曲度纖維的纖網(wǎng)進(jìn)行壓花處理，達(dá)到熱風(fēng)非織造布的手感。

2.2 纖網(wǎng)加固工藝對(duì)柔軟度的影響

常用的嬰兒紙尿褲面層材料主要有熱風(fēng)粘合非織造布、ES或PP短纖熱軋法非織造布和PP紡粘法非織造布。表2為熱風(fēng)非織造布、熱軋非織造布和紡粘非織造布各項(xiàng)性能指標(biāo)的比較。

表2 熱風(fēng)、熱軋、紡粘非織造布各項(xiàng)性能指標(biāo)比較

2.2.1 熱粘合工藝對(duì)柔軟度的影響

以點(diǎn)粘合熱軋布為例，其通過(guò)對(duì)纖網(wǎng)的局部熔融熱粘合，達(dá)到加固纖網(wǎng)的目的。纖網(wǎng)中經(jīng)過(guò)熔融熱粘合后形成的軋點(diǎn)，提供材料所需的強(qiáng)度，未粘合區(qū)域仍保持纖網(wǎng)原有的蓬松性，保證材料的柔軟度。因此，非織造布的機(jī)械性能（斷裂拉伸強(qiáng)度與斷裂拉伸率）和柔軟度受粘合點(diǎn)面積及其分布的影響。其中，非織造布的強(qiáng)度由3個(gè)因素決定：粘合點(diǎn)的數(shù)量、粘合面積比例和粘合牢度，而柔軟度則決定于粘合點(diǎn)間橋連纖維的實(shí)際長(zhǎng)度，所以強(qiáng)度與柔軟度相互矛盾：材料拉伸強(qiáng)度高，相應(yīng)柔軟度較差；材料柔軟度較好，拉伸強(qiáng)度又難以滿足高速生產(chǎn)的要求，因此維持材料強(qiáng)度與柔軟度之間的平衡關(guān)系是目前各大公司在共同研究的關(guān)鍵問(wèn)題。

當(dāng)光輥溫度滿足產(chǎn)品強(qiáng)度，刻花輥溫度高于光輥溫度1℃～3℃時(shí)，產(chǎn)品強(qiáng)度和柔軟度都達(dá)到較好的效果，也可達(dá)到穩(wěn)定的平衡關(guān)系。同時(shí)，熱軋速度可以用來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)品強(qiáng)度和柔軟度之間的關(guān)系[1]。

通常在點(diǎn)粘合熱軋中，刻花輥的壓點(diǎn)形狀、大小分布決定了熱熔比，即點(diǎn)粘合熱軋的粘合面積占總面積的比例。目前熱熔比一般控制在8%～30%，熱熔比較小時(shí)，主要用于熱軋復(fù)合工藝；熱熔比越大，產(chǎn)品的強(qiáng)度越大，但產(chǎn)品手感同時(shí)會(huì)變差。以聚烯烴和聚酯為原料的薄型紡絲成網(wǎng)非織造布，常用點(diǎn)粘合熱軋加固纖網(wǎng)。目前普遍使用的軋點(diǎn)形狀為芝麻點(diǎn)、小圓點(diǎn)、菱形點(diǎn)等，其粘合面積比例一般在10%～15%，更有非織造布生產(chǎn)廠商應(yīng)客戶要求將粘合面積比例降至10%以下，以追求更好的柔軟度。

2.2.2 超聲波粘合工藝對(duì)柔軟度的影響

超聲波用于各種工業(yè)生產(chǎn)已有40多年歷史。美國(guó)James Hunter機(jī)械公司在20世紀(jì)70年代后期成功研制了稱為Pinsonic的超聲波熱粘合技術(shù)，最早用以取代傳統(tǒng)的縫紉機(jī)。超聲波粘合技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)可取代某些熱軋粘合工藝，例如專(zhuān)利101324030提到了一種新型三維彈性復(fù)合材料及其制備方法，通過(guò)超聲波粘合，將PE/PP雙組分紡粘法非織造布和被拉伸的彈性體以間隔性方式復(fù)合，該彈性復(fù)合材料接觸舒適性好，外觀豐富多樣，可廣泛應(yīng)用于服裝、包裝裝飾、醫(yī)療衛(wèi)生材料[2]；以及舒比奇成長(zhǎng)褲對(duì)環(huán)腰工位的底層非織造布與次底層非織造布進(jìn)行超聲波粘合，以替代傳統(tǒng)熱軋粘合，該工藝使得腰圍更加柔軟，不易刮傷皮膚。超聲波粘合技術(shù)通過(guò)換能器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械震動(dòng)能，以20kHz的高頻對(duì)纖網(wǎng)局部區(qū)域進(jìn)行作用，該區(qū)域纖網(wǎng)內(nèi)部的纖維材料受到超聲波激勵(lì)作用，纖維內(nèi)部高分子之間急劇摩擦產(chǎn)生熱量，隨后在壓力的作用下熔融材料發(fā)生流動(dòng)、擴(kuò)散，最終冷卻定型，具有良好的熱粘合點(diǎn)。

超聲波粘合技術(shù)與熱軋粘合工藝相比，設(shè)備上無(wú)加熱部件，因?yàn)椴徊捎脧睦w網(wǎng)材料的外表面?zhèn)鬟f熱量來(lái)達(dá)到熔融粘合的方式。超聲波能量直接傳送到纖網(wǎng)內(nèi)部，因此在粘合位置手感較柔軟，不會(huì)有生硬感。根據(jù)產(chǎn)品性能要求，超聲波粘合點(diǎn)可以設(shè)計(jì)成圓點(diǎn)、條狀或其他幾何形狀，如圖1所示。

圖1 不同的超聲波粘合點(diǎn)形狀

2.3 后整理對(duì)柔軟度的影響

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日益增長(zhǎng)的生活需要，為了賦予非織造布特殊的功能，以滿足特殊加工需要，增加非織造布在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，功能整理成為非常重要的加工手段，如施加拒水拒油整理劑、親水整理劑、抗靜電整理劑、抗菌整理劑等。非織造布的柔軟度可利用具有一定細(xì)度及卷曲度的纖維來(lái)奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以通過(guò)后整理加工對(duì)其柔軟度進(jìn)行改善。后整理的首道工序是向非織造布施加以水為介質(zhì)的液體整理劑，整理液施加的方法根據(jù)非織造布的性狀、施液量以及工藝要求（雙面整理還是單面整理），可以選擇浸漬給液、浸軋給液、面軋輥給液、泡沫給液、刮刀涂層給液、噴涂法或涂刷法給液等方式，見(jiàn)圖2。無(wú)論采取何種方式，都要求施液量均勻。

在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的面層、導(dǎo)流層、拒水非織造布、包覆非織造布、底層等具有不同功能作用的材料，對(duì)后整理劑的要求也不盡相同，如普通紡粘非織造布用面軋輥給液或噴灑給液，其上油率要求控制在0.4%～0.6%，而超柔紡粘非織造布或增白紡粘非織造布則需相應(yīng)的增加上油率，并在紡絲鋪網(wǎng)過(guò)程中添加一定比例的彈性體。

圖2 不同的整理液施加方式

3 總結(jié)

如果將纖維細(xì)度、纖維卷曲度及纖維加固工藝看作影響非織造布柔軟度的硬指標(biāo)，那么后整理步驟就是改善柔軟度的軟指標(biāo)。油劑作為非織造布的表面添加劑，在撫摸、揉捏等主觀評(píng)判時(shí)起著易被忽略的隱性作用。

如今，紡粘非織造布與熱風(fēng)非織造布之間由于纖維性狀及纖網(wǎng)加固工藝不同造成的手感差異正逐漸縮小，同時(shí)，伴隨著非織造布生產(chǎn)線的推陳出新，以往機(jī)械無(wú)法達(dá)到的制程精度現(xiàn)已能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)，越來(lái)越多的品種衍生也意味著更多的產(chǎn)品會(huì)被淘汰。未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中，能夠利用好大數(shù)據(jù)的平臺(tái)，將用戶的感性需求盡可能全面量化，挖掘數(shù)據(jù)間的相關(guān)性，才能真正生產(chǎn)出產(chǎn)品需求與數(shù)據(jù)需求相結(jié)合且不被主觀評(píng)價(jià)差異所左右的好產(chǎn)品。