可沖散性濕巾及其非織造布的技術發展現狀

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：應用高速、高壓的水流，使布料纖維相互纏繞，因為工藝制作過程中不會增添黏合劑等物品，所以該作業方式更為環保，不會產生污染等情況。此外，水刺非織造布不僅透氣性強，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品在相關行業占比普遍較高，主要是因為此類材質涵蓋多種纖維，能滿足多樣化需求，同時此種布料性價比較高，優點較多，所以得到廣泛應用。當下，將水刺非織造布作為原材料的產品包括濕巾等。

1 可沖散型濕巾的尺寸要求

根據2012年美國非織造布的行業要求，真正可沖入馬桶的可沖散性濕巾應做到百分百沖出、百分百分解以及百分百生物降解。傳統對可沖散性濕巾的研究認為，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。根據相關試驗結果可知，這一類型的可沖散濕巾能順利地沖入馬桶，并且不會將馬桶堵塞。其他研究表明，早期市場上銷售情況比較好的幾種尺寸型可沖散濕巾都不能同時具備百分百沖出、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格意義上的可沖散性。其中，普通類型的濕巾產品尺寸通常大于其他可沖散性濕巾，所以無法從馬桶中沖出，甚至會堵塞馬桶。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，同時也表明，濕巾的尺寸設計極為重要。

2 木漿氣流成網和膠合非織造布在可沖散性濕巾生產過程中的具體應用

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、生產流程以及使用過程入手。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品能被生物降解。因此，在設計濕巾產品時，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程中具備一定的強度。當前，木漿氣流成網非織造布、膠合非織造布既能在使用過程中具備一定的強度，也能在使用后易于分散。這種類型的非織造布具備與衛生紙一樣的可沖散性，與此同時，其強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制作中的具體應用

3.1 水刺技術的作業流程

當前，普遍的水刺技術作業流程如下：（1）計算纖維；（2）做到開松混合；（3）把纖維整理成網狀結構；（4）對纖維網的正面和反面進行水刺纏繞；（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絡，水流穿透布料后會產生反彈，由此可以了解到，水流會在布料的纖維網內反復流動。在此情況下，水流會在穿梭時從多個方向增強對纖維網的沖擊，經過一定時間，纖維會產生變化，如位移、纏繞等，進而增強纖維網的穩固性。其次，工作人員需選擇符合水刺法要求的設備，常見的設備較多，除了多重喂料機械設備，還有輸送簾、開松機械和儲棉箱、梳理機械與交叉纖維網鋪設機械等。

3.3 測試材料的種類

此次試驗共選擇5種不同類型的水刺非織造布：1號試驗產品布料纖維全部為滌綸，纖維網是交叉的形式；2號試驗產品布料纖維全部為滌綸，纖維網是平行的形式；3號試驗產品布料纖維中80%為滌綸，另外20%為黏膠，纖維網是平行的形式；4號試驗產品布料纖維一半為滌綸，另外一半為黏膠，纖維網是交叉的形式；5號試驗產品布料纖維全部為黏膠，纖維網是交叉的形式。測試分析：首先，對于以上5種不同類型的試驗產品，可以通過顯微鏡拍攝的照片清晰地看到所有布料下位都是短纖維。短纖維的特點就是直徑較小，并且所有纖維排列整齊。由較短纖維構成的纖維網一旦遇到速度較快、壓強較高的水利沖擊，就會更加迅速地纏繞，進而大幅提高加固纖維網的工作效率。其次，通過對以上5種試驗產品的正反面照片進行觀察能夠明顯看到，所有試驗產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。出現這種現象的主要原因是運用了水刺加工技術。利用水刺法對布料進行加工時，分布混亂的布料纖維因受到速度快、壓強高的水流沖擊，相互產生一定程度的干擾，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，試驗產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就是外表更加光滑；第二種則相反，表面比較粗糙。滌綸材質橫截面的形狀是圓形，縱向的切面特點就是光滑不粗糙并且平直，而黏膠材質的橫截面是鋸齒狀，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種不同類型的試驗產品結構比較相近，但是細節之處還存在一定的差別，不僅是因為使用了水刺加工技術，還與布料纖維的組成結構有比較密切的聯系。對于水刺非織造布材料的厚度，當非織造布受到一定沖擊時，可以對布料正反兩面之間的距離進行精細測量，測量結果實際上就是布料的厚度。測量布料厚度的主要作用就是精準掌握水刺非織造布的張力性能以及密度，這樣有利于對可沖散性濕巾進行后續研究并推動其發展。厚度是布料的一項較基礎的物理性質，厚度與布料的其他性能，例如透氣性、強度、剛性以及手感等都有較大聯系，因此，研究水刺非織造布的物理性質對可沖散性濕巾的發展有重要的現實意義。最后，對于不同類型的試驗產品厚度，測量數據如下：1號試驗產品的厚度為0.34 mm，2號試驗產品的厚度為0.31 mm，3號試驗產品的厚度為0.41 mm，4號試驗產品的厚度為0.43 mm，5號試驗產品的厚度為0.51 mm。所有試驗產品的厚度都是經過至少40次的測量并取平均值所得到的結果。從測量所得數據能明顯看到，水刺非織造布試驗產品的厚度與面密度之間呈正相關，也就是說，如果可沖散性濕巾的面密度不斷增加，濕巾的厚度也會不斷增加，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，說明試驗產品的力學性能更好[2]。

3.4 水刺非織造布材料的面密度

所謂的面密度實際上就是指單位面積織物的質量，面密度的單位是g/m2。面密度與水刺非織造布試驗產品的質量有非常直接的關系，試驗所得結果如下：1號水刺非織造布試驗產品的面密度為39.1 g/m2，2號水刺非織造布試驗產品的面密度為43.2 g/m2，3號水刺非織造布試驗產品的面密度為50.5 g/m2，4號水刺非織造布試驗產品的面密度為62.1 g/m2，5號水刺非織造布試驗產品的面密度為70.8 g/m2。依照試驗結果能明顯看出，水刺非織造布試驗產品的面密度與布料的厚度呈正相關，水刺非織造布試驗產品的布料越厚，產品的面密度就越大；水刺非織造布試驗產品的布料越薄，產品的面密度就越小。布料的面密度越小，代表試驗產品中纖維的分布更加整齊、均勻，試驗產品的厚度也會更加平均，所以經過試驗檢測的水刺非織造布產品的面密度也會更加均勻[3]。

3.5 水刺非織造布材料的力學性能

對上述5種水刺非織造布試驗產品的力學性能測試結果如下：1號水刺非織造布試驗產品的縱向斷裂強度為141.0 N，縱向斷裂伸長量為33.80 mm；橫向斷裂強度為71.6 N，橫向斷裂伸長量為45.70 mm；斜向斷裂強度為69.6 N，斜向斷裂伸長量為55.90 mm。2號水刺非織造布試驗產品的縱向斷裂強度為116.0 N，縱向斷裂伸長量為24.60 mm；橫向斷裂強度為4.0 N，橫向斷裂伸長量為131.20 mm；斜向斷裂強度為28.5 N，斜向斷裂伸長量為76.90 mm。3號水刺非織造布試驗產品的縱向斷裂強度為79.1 N，縱向斷裂伸長量為32.80 mm；橫向斷裂強度為4.0 N，橫向斷裂伸長量為75.10 mm；斜向斷裂強度為31.5 N，斜向斷裂伸長量為84.60 mm。4號水刺非織造布試驗產品的縱向斷裂強度為113.0 N，縱向斷裂伸長量為49.20 mm；橫向斷裂強度為85.2 N，橫向斷裂伸長量為55.20 mm；斜向斷裂強度為81.6 N，斜向斷裂伸長量為54.70 mm。5號水刺非織造布試驗產品的縱向斷裂強度為133.6 N，縱向斷裂伸長量為22.50 mm；橫向斷裂強度為52.4 N，橫向斷裂伸長量為64.40 mm；斜向斷裂強度為67.2 N，斜向斷裂伸長量為31.40 mm。本次試驗所得數據是經過30次重復試驗取得的平均值，斜向角度統一為斜45°。從試驗結果能夠看到：首先，非織造布測試試驗產品1、試驗產品4和試驗產品5的成網方式都是交叉成網，而試驗產品2和試驗產品3的成網方式都是平行成網，平行成網中的纖維全部為縱向分布，纖維縱向以及橫向強度差距較大。其次，布料的成網方式與布料的強度有直接關系，試驗產品1和試驗產品2的纖維結構幾乎一樣，面密度也幾乎相同，但成網方式不同。交叉成網布料中的纖維分布比較雜亂，纏繞緊實，因此，交叉成網的水刺非織造布斷裂強度比平行成網的水刺非織造布斷裂強度大[4]。最后，滌綸的強度比黏膠的強度更大，如果滌綸含量增加，水刺非織造布測試試驗產品1的斷裂強度應大于水刺非織造布測試試驗產品4的斷裂強度。

4 結語

當前，國外較發達國家對可沖散性非織造布濕巾產品制造的研究已經進入商業生產銷售環節，我國與這些較發達國家之間的差距較大，因此，需要加強對技術研發的重視。隨著商業化程度和人們的生活水平不斷提高，我國越來越重視非織造布的研究與應用，大量的新技術、新材料、新工藝將被研發出來并且投入實際應用，不僅可以有效促進我國經濟快速、健康發展，還有利于保護生態環境。