環(huán)境友好型水刺卷材的制備及性能測試

楊麗芳

（1.福建福能南紡衛(wèi)生材料有限公司，福建 南平 353000；2.福建省產(chǎn)業(yè)紡織品重點(diǎn)試驗室，福建 南平 353000）

女性衛(wèi)生用品是固定的、必須使用的一次性消耗產(chǎn)品，不可重復(fù)使用，不具有周期性，市場需求穩(wěn)定性強(qiáng)。隨著女性生活品質(zhì)和社會地位的不斷提高，女性對自身健康的關(guān)注和需求也在不斷提升，對衛(wèi)生用品的要求越來越注重功能性、環(huán)保性、舒適性。水刺非織造材料具有手感柔軟滑爽、吸濕性好等特點(diǎn)，是衛(wèi)生用品面層的重要原材料。因此，開發(fā)天然、可生物降解的衛(wèi)生用品面料，成為一項重要的研究課題[1]。

蠶絲是一種天然蛋白質(zhì)纖維，具有良好的安全性和環(huán)保性，其絲肽中含有18種對人體有益的氨基酸，與人體皮膚的相適性能良好（與人體皮膚的摩擦刺激系數(shù)僅為7.4%[2]）；蠶絲纖細(xì)、柔軟、光滑[3]，非常適合用在衛(wèi)生用非織造面層材料中。本研究將以天然棉纖維和蠶絲為原料，經(jīng)水刺工藝加固制成衛(wèi)生用品面層材料，并進(jìn)行性能測試。

1 實驗

1.1 原料

實驗選用的是澳達(dá)利亞細(xì)絨棉，原棉中含有果膠、蠟狀物質(zhì)等物質(zhì)，需要進(jìn)行脫脂處理。表1為使用大容量棉花纖維測試儀（High Volume Instrument，HVI）測試的原棉、梳理棉及脫脂棉（以下簡稱“澳棉”）的物理指標(biāo)。

蠶絲規(guī)格1.38 dtex×38 mm，單纖強(qiáng)度3.79 cN/dtex，斷裂伸長率17.72%，含油率0.19%，回潮率10.21%。

1.2 澳棉/蠶絲水刺非織造布的制備

選用澳棉和蠶絲作為原料，制備單位面積質(zhì)量為35 g/m2，質(zhì)量比為5∶5、7∶3、9∶1的水刺非織造布，工藝路線如圖1所示。

表1 棉花物理指標(biāo)

圖1 水刺加工工藝路線

1.2.1 抗靜電處理

蠶絲纖維具有纖度細(xì)、無卷曲、表面光澤、比電阻大等特性，在開清梳理過程中易產(chǎn)生大量飛花，出現(xiàn)靜電大、繞輥等現(xiàn)象，在纖維轉(zhuǎn)移過程中抓取困難，導(dǎo)致纖網(wǎng)均勻性差，易造成布面棉塊和破洞等問題。因此，必須對蠶絲纖維進(jìn)行抗靜電處理，主要方法有兩種：（1）控制車間溫度在20～30 ℃，濕度在70%～80%；（2）在開清喂料過程中噴灑抗靜電劑，采用水刺專用棉型油劑和蒸餾水混合為3%的溶液直接噴灑在纖維的表面，增強(qiáng)纖維的吸濕性，減少摩擦產(chǎn)生的靜電。

1.2.2 開清工藝

采用德國開清設(shè)備，由3臺自動稱量機(jī)組合成一套開松混合設(shè)備。開松過程主要是把整束纖維分開成松散的單纖維狀態(tài)，同時具有混合和除塵的作用。通過人工喂料→喂料裝置給料至粗開松再到大棉箱→大棉箱“橫鋪直取”的方式，使得纖維混合得更均勻，由氣流輸送至精開松，再進(jìn)入儲棉和喂棉系統(tǒng)。

1.2.3 梳理工藝

采用高速羅拉式雜亂梳理機(jī)，其主要作用有分梳、剝?nèi)?、轉(zhuǎn)移等。根據(jù)蠶絲纖維的特性和梳理過程中出現(xiàn)的問題，設(shè)置合理的梳理工藝，主錫林速度為750 m/min，工作輥速度為70 m/min；胸錫林速度400 m/min，工作輥速度50 m/min。

1.2.4 水刺烘干工藝

采用安德里茨水刺機(jī)，交叉鋪網(wǎng)和直接鋪網(wǎng)的纖維網(wǎng)在長簾上重合，聯(lián)動進(jìn)入水刺工序。先對纖網(wǎng)進(jìn)行預(yù)濕，再通過預(yù)刺水壓試驗對纖網(wǎng)進(jìn)行預(yù)纏結(jié)，預(yù)刺壓力過高，布面會產(chǎn)生明顯的水針痕，壓力過低，纖網(wǎng)會出現(xiàn)分層。所以，既要保證纖網(wǎng)有一定的強(qiáng)度，又不能太過結(jié)實，因為太結(jié)實不利于后道加工。本研究制備面密度為35 g/m2的水刺卷材，水刺壓力和烘干溫度參數(shù)如表2所示。

2 測試方法

基本性能：參考GB/T 24218非織造布試驗方法。

pH：參考GB 18401—2003國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范。

微生物指標(biāo)：參照GB/T 15979—2002一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

起球起毛性能：參照GB/T 4802.2紡織品織物起球試驗馬丁代爾法。

液體穿透時間和返濕量：參考GB/T 24218.13—2010非織造布試驗方法第13部分：液體多次穿透時間的測定和第14部分：包覆材料返濕量的測定。

3 性能測試與分析

3.1 基本性能

按照測試方法，單位面積質(zhì)量、厚度、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率、pH、吸水率、微生物的測試結(jié)果如表3所示。

表2 水刺壓力和烘干溫度

表3 產(chǎn)品物理指標(biāo)

表3數(shù)據(jù)表明：隨著蠶絲含量的減少，澳棉/蠶絲水刺非織造布的斷裂強(qiáng)力逐漸降低。這是因為：（1）蠶絲纖維細(xì)，有利于纖維之間的纏結(jié)；（2）澳棉經(jīng)除雜、脫脂等工序，強(qiáng)力和長度都下降了，明顯低于蠶絲的單纖強(qiáng)力和長度。

3.2 起球起毛性能

選用馬丁代爾耐磨儀，按客戶要求進(jìn)行測試和判定，試樣耐磨等級在2.5～ 3.0級。

3.3 干爽性能

依據(jù)GB/T 8939—2018衛(wèi)生巾（護(hù)墊）附錄B標(biāo)準(zhǔn)合成試液的配方，配制液體穿透時間測試用的合成試液，進(jìn)行液體多次穿透時間和返濕量的測試，測試數(shù)據(jù)如表4所示。

從表4得出，由于蠶絲纖維不吸水，但在布樣吸收液體時具有導(dǎo)流、引流作用，質(zhì)量比為7∶3的水刺布樣的液體多次穿透時間最短，質(zhì)量比為5∶5的水刺布樣的總返濕量最少。綜合成本等因素，質(zhì)量比為7∶3的水刺卷材性能最優(yōu)。

表4 液體多次穿透時間和返濕量測試數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

（1）控制好車間溫濕度，對纖維噴灑專用油劑，有利于減少飛花、繞輥、破洞等不良現(xiàn)象。

（2）制備的水刺非織造布的微生物指標(biāo)均符合GB/T 15979—2002一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；基本性能、微生物指標(biāo)、起球起毛指標(biāo)均滿足客戶要求。