超薄高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的開發(fā)

張文中 王堅(jiān)煥

（1.浙江省產(chǎn)業(yè)用紡織品和非織造布行業(yè)協(xié)會(huì)，浙江杭州310000；2.紹興市柯橋區(qū)柯橋印染有限公司，浙江紹興312072）

一、技術(shù)背景

隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇、人口結(jié)構(gòu)的變化以及一次性衛(wèi)生用品的普及，全球非織造布衛(wèi)生用品的市場(chǎng)具有很大的發(fā)展空間。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)致使消費(fèi)品（包括個(gè)人衛(wèi)生用品）的需求有了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，對(duì)水準(zhǔn)高、品質(zhì)好的產(chǎn)品需求亦在不斷增強(qiáng)。衛(wèi)生用品是與消費(fèi)者關(guān)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(fèi)市場(chǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們?cè)谒枷搿⑽幕^念以及消費(fèi)習(xí)慣上的變化和非織造布工業(yè)的高速發(fā)展，醫(yī)療衛(wèi)生用品的材料結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，非織造布在該領(lǐng)域的應(yīng)用份額逐步增大，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的非織造布在其市場(chǎng)的占有率已達(dá)到60%～80%，2019 年全球非織造布衛(wèi)生用品的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)達(dá)到1580 億美元，其中女性衛(wèi)生用品的市場(chǎng)銷售量預(yù)計(jì)達(dá)到3580億片，紙尿褲約為2460 億片。近年來(lái)，我國(guó)衛(wèi)生用品市場(chǎng)也保持高速發(fā)展，市場(chǎng)消費(fèi)潛力巨大，紙尿褲、女性衛(wèi)生用品的市場(chǎng)滲透率逐年提高。

目前，在衛(wèi)生用品領(lǐng)域有很多種不同的表層衛(wèi)生材料，但主要都為非織造材料。包括浸漬粘合布、濕法成網(wǎng)布、針刺布、熱粘合布、紡粘布、熔噴布、水刺布及其復(fù)合材料，使用的纖維原料大多為粘膠和滌綸混合。一些傳統(tǒng)表層衛(wèi)生材料采用薄型短纖熱軋非織造布，但其柔軟性和強(qiáng)力無(wú)法同時(shí)保證，是一對(duì)突出的矛盾。一些采用熱風(fēng)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(guò)程中，露在表面的纖維頭會(huì)與皮膚接觸摩擦，易產(chǎn)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(qiáng)力，但還需進(jìn)行親水處理來(lái)改善材料的親水性和吸收率。由于水刺工藝產(chǎn)品柔軟度高，纖維纏結(jié)力好，表面平整，強(qiáng)力高，親水性好，水刺衛(wèi)生表層材料逐漸受到青睞。超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料具有較好的吸收率、透氣性、柔軟性，且強(qiáng)力高，衛(wèi)生性好，可廣泛適用于各類衛(wèi)生保健材料。因此超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的開發(fā)，將會(huì)進(jìn)一步提升我國(guó)非織造布產(chǎn)品的開發(fā)水平，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、產(chǎn)品定位及總體設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)的衛(wèi)生材料成網(wǎng)不均勻，厚度相對(duì)較大，且強(qiáng)力相對(duì)較低等問(wèn)題，本項(xiàng)目開發(fā)了超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料，選用ES 纖維、粘膠纖維、滌綸纖維為原料，在傳統(tǒng)的衛(wèi)生材料中加入適量的ES 纖維，采用適宜生產(chǎn)低克重產(chǎn)品的梳理機(jī)及特殊的加工工藝制成輕薄、高強(qiáng)、低拉伸的水刺衛(wèi)生新材料，保證了衛(wèi)生材料的實(shí)用性，對(duì)該產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：

1.超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)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(chǎn)品的強(qiáng)力能夠有顯著的提高。

3.隨著人們生活水平的提高，衛(wèi)生材料使用越來(lái)越廣泛，而水刺衛(wèi)生材料所占衛(wèi)生材料的比重也越來(lái)越大，因此要盡可能地?cái)U(kuò)大新產(chǎn)品的適用范圍，提高其使用品質(zhì)。

4.由于水刺技術(shù)的不斷進(jìn)步，使水刺衛(wèi)生材料質(zhì)量不斷提高，而且制造成本不斷下降。因此，本項(xiàng)目致力于在生產(chǎn)高性能和高質(zhì)量的產(chǎn)品的前提下，盡可能地降低成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

三、產(chǎn)品的規(guī)格及工藝流程

1.產(chǎn)品規(guī)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(chǎn)品克重為30～35g/m2，生產(chǎn)幅寬可達(dá)3500mm。

2.生產(chǎn)工藝流程

本項(xiàng)目采用梳理直接成網(wǎng)技術(shù)，以滿足產(chǎn)品輕薄的特點(diǎn)。梳理機(jī)具有雙向送棉的高產(chǎn)喂入系統(tǒng)，可以將非常均勻的纖網(wǎng)絮喂入系統(tǒng)，從而提高了纖網(wǎng)的均勻度，提高了產(chǎn)品的強(qiáng)力。另外采用的成網(wǎng)梳理機(jī)后配置雙道夫，道夫后配置凝聚羅拉，通過(guò)調(diào)節(jié)道夫與凝聚羅拉的線速度比值還可有效調(diào)節(jié)該層纖網(wǎng)的MD/CD。該工藝技術(shù)路線是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的。

生產(chǎn)工藝流程如下：

纖維原料→配比稱重→喂入長(zhǎng)簾→臥式開松→大倉(cāng)混棉箱一精開松一儲(chǔ)棉箱一氣流棉箱→梳理→水刺→烘干→在線檢測(cè)裝置→卷取

3.主要工藝參數(shù)

為確保新產(chǎn)品開發(fā)成功，本項(xiàng)目對(duì)主要生產(chǎn)工藝進(jìn)行反復(fù)研究、小批試制，最終確定以下最佳工藝參數(shù)：

（1）梳理工序的梳理機(jī)中的主錫林工作輥為100m/min，75 m/min，主錫林剝?nèi)≥仦?130m/min，主錫林轉(zhuǎn)速為1050 m/min。

（2）鋪網(wǎng)工序，梳理輸出的纖維網(wǎng)采用直型鋪網(wǎng)。

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

（4）烘干工序，其烘干機(jī)溫度控制在140C。

四、主要技術(shù)關(guān)鍵和產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)

（一）主要技術(shù)關(guān)鍵

1.采用梳理直接成網(wǎng)技術(shù)，以滿足產(chǎn)品輕薄的特點(diǎn)。

2.采用了雙梳理復(fù)合成網(wǎng)工藝技術(shù)。梳理成網(wǎng)系統(tǒng)是整條生產(chǎn)線纖網(wǎng)質(zhì)量與產(chǎn)品性能保證的核心部分。第一臺(tái)梳理機(jī)的每只道夫產(chǎn)出纖網(wǎng)小于l6g/m2，形成小面密度纖網(wǎng)，后經(jīng)過(guò)交叉鋪網(wǎng)機(jī)交叉鋪網(wǎng)，使纖維由縱向排列向橫向轉(zhuǎn)變，之后纖網(wǎng)經(jīng)雜亂牽伸機(jī)對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行多級(jí)小倍數(shù)的牽伸已達(dá)到設(shè)定的纖網(wǎng)克重;第二臺(tái)梳理機(jī)配置有凝聚羅拉，可通過(guò)調(diào)節(jié)其與道夫的速比來(lái)調(diào)節(jié)纖維的雜亂程度，此梳理機(jī)輸出的兩層纖網(wǎng)與第一臺(tái)梳理機(jī)生產(chǎn)的纖網(wǎng)進(jìn)行疊合，得到最終所要的復(fù)合結(jié)構(gòu)纖網(wǎng)。由于采用兩臺(tái)梳理機(jī)梳理成網(wǎng)，所以可通過(guò)改變兩臺(tái)梳理機(jī)纖網(wǎng)鋪設(shè)參數(shù)來(lái)達(dá)到產(chǎn)品性能要求。

（二）產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn):

1.超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)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(jié)構(gòu)復(fù)合纖維，皮層組織熔點(diǎn)低且柔軟性好，芯層組織則熔點(diǎn)高、強(qiáng)度高。這種纖維經(jīng)過(guò)熱處理后，皮層一部分熔融而起粘結(jié)作用，其余仍保留纖維狀態(tài)，同時(shí)具有熱收縮率小的特征。正是由于ES 纖維的特性，使得產(chǎn)品的強(qiáng)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(yíng)養(yǎng)液在面膜等衛(wèi)生材料中的穩(wěn)定程度。

3.本產(chǎn)品在較高帶液率的條件下，同時(shí)又具有較薄的厚度，用于面膜可使得面膜中的營(yíng)養(yǎng)液能夠有效充分地被利用。而且本產(chǎn)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(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的物性指標(biāo)

超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的物理性能指標(biāo):

1.產(chǎn)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(qiáng)力：縱向23N，橫向26N

6.斷裂伸長(zhǎng)率：縱向33%，橫向35%

7.撕裂強(qiáng)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(chǎn)品應(yīng)用及前景展望

該超薄型高強(qiáng)度低拉伸高檔水刺衛(wèi)生新材料研發(fā)出來(lái)后，深受國(guó)內(nèi)外有關(guān)用戶好評(píng)，尤其受國(guó)際面膜市場(chǎng)的歡迎。在該材料的推廣和應(yīng)用方面，項(xiàng)目組正積極與用戶配合向下游開拓?cái)U(kuò)大市場(chǎng)，加強(qiáng)產(chǎn)品銷售渠道，充分發(fā)揮超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)使用者使用這些產(chǎn)品，并且認(rèn)真做好產(chǎn)品的跟蹤服務(wù)工作，不斷開發(fā)技術(shù)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(chǎn)效率，加工方法、生產(chǎn)程序、產(chǎn)品生產(chǎn)能力、產(chǎn)品

質(zhì)量、新產(chǎn)品開發(fā)、國(guó)家和行業(yè)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)的重視程度等方面來(lái)看，超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的發(fā)展?jié)摿笆袌?chǎng)潛力都是巨大的。