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        超薄高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的開發(fā)

        2020-03-01 06:46:56張文中王堅(jiān)煥
        遼寧絲綢 2020年2期
        關(guān)鍵詞:纖網(wǎng)水刺衛(wèi)生用品

        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,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)生用品的市場具有很大的發(fā)展空間。中國經(jīng)濟(jì)的增長致使消費(fèi)品(包括個人衛(wèi)生用品)的需求有了強(qiáng)勁的增長,對水準(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。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們在思想、文化觀念以及消費(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)國家的非織造布在其市場的占有率已達(dá)到60%~80%,2019 年全球非織造布衛(wèi)生用品的市場容量預(yù)計達(dá)到1580 億美元,其中女性衛(wèi)生用品的市場銷售量預(yù)計達(dá)到3580億片,紙尿褲約為2460 億片。近年來,我國衛(wèi)生用品市場也保持高速發(fā)展,市場消費(fèi)潛力巨大,紙尿褲、女性衛(wèi)生用品的市場滲透率逐年提高。

        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)力無法同時保證,是一對突出的矛盾。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,在穿著使用過程中,露在表面的纖維頭會與皮膚接觸摩擦,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),將會進(jìn)一步提升我國非織造布產(chǎn)品的開發(fā)水平,同時會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

        二、產(chǎn)品定位及總體設(shè)計

        針對當(dāng)前傳統(tǒng)的衛(wèi)生材料成網(wǎng)不均勻,厚度相對較大,且強(qiáng)力相對較低等問題,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,對該產(chǎn)品的總體設(shè)計包括以下幾個方面:

        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)生材料使用越來越廣泛,而水刺衛(wèi)生材料所占衛(wèi)生材料的比重也越來越大,因此要盡可能地擴(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)品的市場競爭力。

        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(shù)

        為確保新產(chǎn)品開發(fā)成功,本項(xiàng)目對主要生產(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)對纖網(wǎng)進(jìn)行多級小倍數(shù)的牽伸已達(dá)到設(shè)定的纖網(wǎng)克重;第二臺梳理機(jī)配置有凝聚羅拉,可通過調(diào)節(jié)其與道夫的速比來調(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)。由于采用兩臺梳理機(jī)梳理成網(wǎng),所以可通過改變兩臺梳理機(jī)纖網(wǎng)鋪設(shè)參數(shù)來達(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,同時又具有較薄的厚度,用于面膜可使得面膜中的營養(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)出來后,深受國內(nèi)外有關(guān)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(yīng)用方面,項(xiàng)目組正積極與用戶配合向下游開拓擴(kuò)大市場,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,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)、國家和行業(yè)對其標(biāo)準(zhǔn)的重視程度等方面來看,超薄型高強(qiáng)度低拉伸水刺衛(wèi)生新材料的發(fā)展?jié)摿笆袌鰸摿Χ际蔷薮蟮摹?/p>

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