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柔軟性和透氣性是紙尿褲等衛(wèi)生用品的重要特性參數(shù),產(chǎn)品的很多物理性能都會在柔軟性及透氣性改變時發(fā)生變化。以嬰兒紙尿褲為例,如果產(chǎn)品過硬,整個嬰兒紙尿褲的舒適性及使用體驗(yàn)感將下降,寶寶在穿戴時易出現(xiàn)不合身情況,進(jìn)而容易發(fā)生漏尿,且紙尿褲過硬對嬰兒皮膚會有一定的傷害。如果嬰兒紙尿褲的透氣性較差,寶寶排泄物中的胺類物質(zhì)無法得到有效的擴(kuò)散,長時間集聚在嬰兒的臀部,會造成潮濕環(huán)境,進(jìn)而滋生大量細(xì)菌刺激嬰兒皮膚引起紅臀。
打孔非織造布可有效提高嬰兒紙尿褲的透氣性,但其在生產(chǎn)過程中也面臨一些問題,如傳統(tǒng)噴膠工藝氣壓和膠量較大,熱熔膠可能透過材料的孔隙粘結(jié)在設(shè)備過渡輥上,影響生產(chǎn)效率。因此傳統(tǒng)噴膠、刮膠工藝的改進(jìn)對提高嬰兒紙尿褲和其他衛(wèi)生用品的柔軟性和透氣性非常有幫助。本文將新型的Porous透氣刮涂工藝與傳統(tǒng)的Summit螺旋狀噴涂和Signature纖維狀噴涂進(jìn)行了對比研究。
Porous透氣刮涂最早被應(yīng)用于醫(yī)用服裝行業(yè),可以保證產(chǎn)品的透氣性,使醫(yī)護(hù)人員在長時間的手術(shù)過程中不會因?yàn)閻灍岫绊懯中g(shù)效果。而在紙尿褲生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是傳統(tǒng)噴涂工藝,包括螺旋狀噴涂和纖維狀噴涂。
圖1 Porous透氣刮涂的刮槍槍體(左)、膠型(右下)、刮涂效果(右上)
與傳統(tǒng)噴涂相比,Porous透氣刮涂的膠型為魚鱗狀,膠型之間存在均勻空隙,在基材復(fù)合之后可有效實(shí)現(xiàn)透氣性,并不發(fā)生透膠現(xiàn)象,適用于透氣打孔非織造布的復(fù)合,能有效提高基材之間的透氣性能。
優(yōu)點(diǎn):同等膠量下粘接強(qiáng)度相對較高,可用于熱風(fēng)打孔非織造布、低定量熱風(fēng)非織布等材料的復(fù)合,有效降低施膠量。
缺點(diǎn):設(shè)備需進(jìn)口,制作周期長。
圖2 Summit 小螺旋噴嘴(左)、膠型(右)、噴膠效果(下)
從圖2可以看出,Summit螺旋狀噴膠的膠型橫向、縱向排列均比較混亂(易受熱風(fēng)氣壓調(diào)節(jié)不恰當(dāng)影響)。
優(yōu)點(diǎn):滿噴效果較好,粘接強(qiáng)度比較高。
缺點(diǎn):膠型上有交叉點(diǎn),手感相對偏硬,且耗膠量大。
圖3 Signature噴嘴(左)、膠型(右)、噴膠效果(下)
Signature噴涂工藝又稱簽名式噴涂,膠線呈縱向排列,橫向存在空隙,這樣可以有效保證基材之間的粘接強(qiáng)度,又不會對基材本身的柔軟度造成較大的影響。
優(yōu)點(diǎn):粘接效果好、用膠量較低,對基材柔軟度無明顯影響。
缺點(diǎn):維持膠型要求氣壓較大,不適用于低定量熱風(fēng)非織造布與熱風(fēng)打孔非織造布,易透膠。
表1不同施膠工藝的復(fù)合效果
綜上所述,Porous透氣刮涂工藝相比傳統(tǒng)噴涂工藝,膠型具備透氣間隙,并且從打孔非織造布的空隙中穿透較少,不易影響基材的復(fù)合效率。
為了更好地分析不同施膠工藝的優(yōu)缺點(diǎn),對紙尿褲的底層(PE膜與非織造布復(fù)合)采用了不同的施膠復(fù)合工藝,并對產(chǎn)品的性能分別進(jìn)行了測試,測試項(xiàng)目如表2所示。
表2采用不同施膠工藝的紙尿褲性能測試項(xiàng)目
表3剝離力測試結(jié)果
從表3中可看出,當(dāng)施膠量為0.6g/m2時,Porous透氣刮涂與其他工藝在施膠量0.8g/m2時的剝離力值接近,足以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)施膠量為0.8g/m2時,使用Porous透氣刮涂產(chǎn)品的剝離力值已超出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的上限。
表4柔軟性測試結(jié)果
通過20人盲測法對產(chǎn)品的柔軟性進(jìn)行檢測,結(jié)果顯示使用Porous透氣刮涂復(fù)合基材的產(chǎn)品柔軟性明顯高于非透氣刮涂復(fù)合基材產(chǎn)品,略高于Signature噴涂工藝復(fù)合基材產(chǎn)品(4.71%),遠(yuǎn)高于Summit螺旋狀噴涂工藝復(fù)合基材產(chǎn)品(25.35%)。
表5人體模型透氣性測試結(jié)果
圖4 產(chǎn)品透氣性測試結(jié)果
Porous 透氣刮膠技術(shù)的主要透氣原理為讓紙尿褲面層殘留的濕氣通過魚鱗狀的微小膠孔排出,實(shí)現(xiàn)真正的透氣不透水效果。從人體模型濕度測試數(shù)據(jù)上看,無論從濕度基數(shù)還是濕度降低速率,在同款紙尿褲上透氣刮涂工藝的透氣性都有明顯的優(yōu)勢,數(shù)據(jù)顯示濕度落差增加11.97個百分點(diǎn)。
在嬰兒紙尿褲行業(yè),刮膠工藝對柔軟性及透氣性的影響主要體現(xiàn)在四個方面:生產(chǎn)力提升及材料適應(yīng)性擴(kuò)大、成本優(yōu)化、產(chǎn)品價值提升。
嬰兒紙尿褲行業(yè)一直存在一個技術(shù)壁壘,大孔隙的透氣打孔非織造布在長時間高速涂布時,傳統(tǒng)工藝極易因膠絲聚集、氣壓過大的原因造成透膠粘輥現(xiàn)象。通過對透氣刮膠工藝的研究開發(fā),能夠有效避免在持續(xù)高速生產(chǎn)過程中的透膠現(xiàn)象,減少停機(jī)清理次數(shù),擴(kuò)大透氣打孔非織造布的使用。
實(shí)驗(yàn)評估結(jié)果證明,在嬰兒紙尿褲底層復(fù)合的過程中,基材不變并保持同等次剝離力的要求下,透氣刮膠工藝相比傳統(tǒng)涂膠工藝,膠量可降低20%~50%(傳統(tǒng)工藝用膠量約1.5g/m2,優(yōu)化后新的工藝可以做到0.6 g/m2),相應(yīng)成本也可降低。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,透氣刮膠工藝對嬰兒紙尿褲的柔軟性及透氣性有明顯改善效果,能夠有效增加產(chǎn)品的干爽性及舒適性,并起到一定的預(yù)防紅臀效果。