超薄高強度低拉伸水刺衛生新材料的開發

張文中 王堅煥

（1.浙江省產業用紡織品和非織造布行業協會，浙江杭州310000；2.紹興市柯橋區柯橋印染有限公司，浙江紹興312072）

一、技術背景

隨著全球經濟的復蘇、人口結構的變化以及一次性衛生用品的普及，全球非織造布衛生用品的市場具有很大的發展空間。中國經濟的增長致使消費品（包括個人衛生用品）的需求有了強勁的增長，對水準高、品質好的產品需求亦在不斷增強。衛生用品是與消費者關系密切的日常用品之一，凡是有人群的地方，特別是有婦女、兒童和老人的地方，就有潛在的消費市場。隨著經濟的發展和人們在思想、文化觀念以及消費習慣上的變化和非織造布工業的高速發展，醫療衛生用品的材料結構發生了顯著變化，非織造布在該領域的應用份額逐步增大，一些發達國家的非織造布在其市場的占有率已達到60%～80%，2019 年全球非織造布衛生用品的市場容量預計達到1580 億美元，其中女性衛生用品的市場銷售量預計達到3580億片，紙尿褲約為2460 億片。近年來，我國衛生用品市場也保持高速發展，市場消費潛力巨大，紙尿褲、女性衛生用品的市場滲透率逐年提高。

目前，在衛生用品領域有很多種不同的表層衛生材料，但主要都為非織造材料。包括浸漬粘合布、濕法成網布、針刺布、熱粘合布、紡粘布、熔噴布、水刺布及其復合材料，使用的纖維原料大多為粘膠和滌綸混合。一些傳統表層衛生材料采用薄型短纖熱軋非織造布，但其柔軟性和強力無法同時保證，是一對突出的矛盾。一些采用熱風穿透式非織造布，雖然柔軟舒適，但表面不平整，絨毛頭多，在穿著使用過程中，露在表面的纖維頭會與皮膚接觸摩擦，易產生紅疹、瘙癢等癥狀。還有一些采用聚丙烯紡粘非織造布，其成本低且具有足夠的強力，但還需進行親水處理來改善材料的親水性和吸收率。由于水刺工藝產品柔軟度高，纖維纏結力好，表面平整，強力高，親水性好，水刺衛生表層材料逐漸受到青睞。超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料具有較好的吸收率、透氣性、柔軟性，且強力高，衛生性好，可廣泛適用于各類衛生保健材料。因此超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的開發，將會進一步提升我國非織造布產品的開發水平，同時會產生良好的經濟效益和社會效益。

二、產品定位及總體設計

針對當前傳統的衛生材料成網不均勻，厚度相對較大，且強力相對較低等問題，本項目開發了超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料，選用ES 纖維、粘膠纖維、滌綸纖維為原料，在傳統的衛生材料中加入適量的ES 纖維，采用適宜生產低克重產品的梳理機及特殊的加工工藝制成輕薄、高強、低拉伸的水刺衛生新材料，保證了衛生材料的實用性，對該產品的總體設計包括以下幾個方面：

1.超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的原料配比為10%的ES 纖維，50%的粘膠纖維，40%的滌綸纖維。

2.利用ES 纖維的特性，使得產品的強力能夠有顯著的提高。

3.隨著人們生活水平的提高，衛生材料使用越來越廣泛，而水刺衛生材料所占衛生材料的比重也越來越大，因此要盡可能地擴大新產品的適用范圍，提高其使用品質。

4.由于水刺技術的不斷進步，使水刺衛生材料質量不斷提高，而且制造成本不斷下降。因此，本項目致力于在生產高性能和高質量的產品的前提下，盡可能地降低成本，提高產品的市場競爭力。

三、產品的規格及工藝流程

1.產品規格

原料采用ES 纖維、粘膠纖維和滌綸纖維，配比為10%的ES 纖維，50%的粘膠纖維，40%的滌綸纖維，產品克重為30～35g/m2，生產幅寬可達3500mm。

2.生產工藝流程

本項目采用梳理直接成網技術，以滿足產品輕薄的特點。梳理機具有雙向送棉的高產喂入系統，可以將非常均勻的纖網絮喂入系統，從而提高了纖網的均勻度，提高了產品的強力。另外采用的成網梳理機后配置雙道夫，道夫后配置凝聚羅拉，通過調節道夫與凝聚羅拉的線速度比值還可有效調節該層纖網的MD/CD。該工藝技術路線是國內最先進的。

生產工藝流程如下：

纖維原料→配比稱重→喂入長簾→臥式開松→大倉混棉箱一精開松一儲棉箱一氣流棉箱→梳理→水刺→烘干→在線檢測裝置→卷取

3.主要工藝參數

為確保新產品開發成功，本項目對主要生產工藝進行反復研究、小批試制，最終確定以下最佳工藝參數：

（1）梳理工序的梳理機中的主錫林工作輥為100m/min，75 m/min，主錫林剝取輥為 130m/min，主錫林轉速為1050 m/min。

（2）鋪網工序，梳理輸出的纖維網采用直型鋪網。

（3）水刺工序，其5 個水刺頭水刺壓力分別設定為: 35、75、90、75、75Pa。

（4）烘干工序，其烘干機溫度控制在140C。

四、主要技術關鍵和產品創新點

（一）主要技術關鍵

1.采用梳理直接成網技術，以滿足產品輕薄的特點。

2.采用了雙梳理復合成網工藝技術。梳理成網系統是整條生產線纖網質量與產品性能保證的核心部分。第一臺梳理機的每只道夫產出纖網小于l6g/m2，形成小面密度纖網，后經過交叉鋪網機交叉鋪網，使纖維由縱向排列向橫向轉變，之后纖網經雜亂牽伸機對纖網進行多級小倍數的牽伸已達到設定的纖網克重;第二臺梳理機配置有凝聚羅拉，可通過調節其與道夫的速比來調節纖維的雜亂程度，此梳理機輸出的兩層纖網與第一臺梳理機生產的纖網進行疊合，得到最終所要的復合結構纖網。由于采用兩臺梳理機梳理成網，所以可通過改變兩臺梳理機纖網鋪設參數來達到產品性能要求。

（二）產品的創新點:

1.超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料使用10%的ES 纖維，50%的粘膠纖維，40%的滌綸纖維作為原料。其中ES 纖維為雙組分皮芯結構復合纖維，皮層組織熔點低且柔軟性好，芯層組織則熔點高、強度高。這種纖維經過熱處理后，皮層一部分熔融而起粘結作用，其余仍保留纖維狀態，同時具有熱收縮率小的特征。正是由于ES 纖維的特性，使得產品的強力能夠有顯著的提高。

2.采用水刺加固工藝，材料致密，空隙率高，用于面膜能充分保證營養液在面膜等衛生材料中的穩定程度。

3.本產品在較高帶液率的條件下，同時又具有較薄的厚度，用于面膜可使得面膜中的營養液能夠有效充分地被利用。而且本產品較高的柔軟性使得面膜具有較低的彎曲剛度，使其能夠充分地和面部皮膚接觸且具有良好的觸感。

五、超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的物性指標

超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的物理性能指標:

1.產品克重：30g/m2

2.厚度：0.95mm

3.吸水率：800%

4.透氣率：1800mm/s

5.斷裂強力：縱向23N，橫向26N

6.斷裂伸長率：縱向33%，橫向35%

7.撕裂強力：縱向7.4N，橫向10N

8.甲醛含量（mg/kg）：未檢出

9.pH 值：7.20

六、產品應用及前景展望

該超薄型高強度低拉伸高檔水刺衛生新材料研發出來后，深受國內外有關用戶好評，尤其受國際面膜市場的歡迎。在該材料的推廣和應用方面，項目組正積極與用戶配合向下游開拓擴大市場，加強產品銷售渠道，充分發揮超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的優勢，引導使用者使用這些產品，并且認真做好產品的跟蹤服務工作，不斷開發技術含量高、附加值更高的功能性系列面膜材料。

另外，不論是從生產效率，加工方法、生產程序、產品生產能力、產品

質量、新產品開發、國家和行業對其標準的重視程度等方面來看，超薄型高強度低拉伸水刺衛生新材料的發展潛力及市場潛力都是巨大的。