超薄高强度低拉伸水刺卫生新材料的开发

张文中 王坚焕

（1.浙江省产业用纺织品和非织造布行业协会，浙江杭州310000；2.绍兴市柯桥区柯桥印染有限公司，浙江绍兴312072）

一、技术背景

随着全球经济的复苏、人口结构的变化以及一次性卫生用品的普及，全球非织造布卫生用品的市场具有很大的发展空间。中国经济的增长致使消费品（包括个人卫生用品）的需求有了强劲的增长，对水准高、品质好的产品需求亦在不断增强。卫生用品是与消费者关系密切的日常用品之一，凡是有人群的地方，特别是有妇女、儿童和老人的地方，就有潜在的消费市场。随着经济的发展和人们在思想、文化观念以及消费习惯上的变化和非织造布工业的高速发展，医疗卫生用品的材料结构发生了显著变化，非织造布在该领域的应用份额逐步增大，一些发达国家的非织造布在其市场的占有率已达到60%～80%，2019 年全球非织造布卫生用品的市场容量预计达到1580 亿美元，其中女性卫生用品的市场销售量预计达到3580亿片，纸尿裤约为2460 亿片。近年来，我国卫生用品市场也保持高速发展，市场消费潜力巨大，纸尿裤、女性卫生用品的市场渗透率逐年提高。

目前，在卫生用品领域有很多种不同的表层卫生材料，但主要都为非织造材料。包括浸渍粘合布、湿法成网布、针刺布、热粘合布、纺粘布、熔喷布、水刺布及其复合材料，使用的纤维原料大多为粘胶和涤纶混合。一些传统表层卫生材料采用薄型短纤热轧非织造布，但其柔软性和强力无法同时保证，是一对突出的矛盾。一些采用热风穿透式非织造布，虽然柔软舒适，但表面不平整，绒毛头多，在穿着使用过程中，露在表面的纤维头会与皮肤接触摩擦，易产生红疹、瘙痒等症状。还有一些采用聚丙烯纺粘非织造布，其成本低且具有足够的强力，但还需进行亲水处理来改善材料的亲水性和吸收率。由于水刺工艺产品柔软度高，纤维缠结力好，表面平整，强力高，亲水性好，水刺卫生表层材料逐渐受到青睐。超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料具有较好的吸收率、透气性、柔软性，且强力高，卫生性好，可广泛适用于各类卫生保健材料。因此超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的开发，将会进一步提升我国非织造布产品的开发水平，同时会产生良好的经济效益和社会效益。

二、产品定位及总体设计

针对当前传统的卫生材料成网不均匀，厚度相对较大，且强力相对较低等问题，本项目开发了超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料，选用ES 纤维、粘胶纤维、涤纶纤维为原料，在传统的卫生材料中加入适量的ES 纤维，采用适宜生产低克重产品的梳理机及特殊的加工工艺制成轻薄、高强、低拉伸的水刺卫生新材料，保证了卫生材料的实用性，对该产品的总体设计包括以下几个方面：

1.超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的原料配比为10%的ES 纤维，50%的粘胶纤维，40%的涤纶纤维。

2.利用ES 纤维的特性，使得产品的强力能够有显著的提高。

3.随着人们生活水平的提高，卫生材料使用越来越广泛，而水刺卫生材料所占卫生材料的比重也越来越大，因此要尽可能地扩大新产品的适用范围，提高其使用品质。

4.由于水刺技术的不断进步，使水刺卫生材料质量不断提高，而且制造成本不断下降。因此，本项目致力于在生产高性能和高质量的产品的前提下，尽可能地降低成本，提高产品的市场竞争力。

三、产品的规格及工艺流程

1.产品规格

原料采用ES 纤维、粘胶纤维和涤纶纤维，配比为10%的ES 纤维，50%的粘胶纤维，40%的涤纶纤维，产品克重为30～35g/m2，生产幅宽可达3500mm。

2.生产工艺流程

本项目采用梳理直接成网技术，以满足产品轻薄的特点。梳理机具有双向送棉的高产喂入系统，可以将非常均匀的纤网絮喂入系统，从而提高了纤网的均匀度，提高了产品的强力。另外采用的成网梳理机后配置双道夫，道夫后配置凝聚罗拉，通过调节道夫与凝聚罗拉的线速度比值还可有效调节该层纤网的MD/CD。该工艺技术路线是国内最先进的。

生产工艺流程如下：

纤维原料→配比称重→喂入长帘→卧式开松→大仓混棉箱一精开松一储棉箱一气流棉箱→梳理→水刺→烘干→在线检测装置→卷取

3.主要工艺参数

为确保新产品开发成功，本项目对主要生产工艺进行反复研究、小批试制，最终确定以下最佳工艺参数：

（1）梳理工序的梳理机中的主锡林工作辊为100m/min，75 m/min，主锡林剥取辊为 130m/min，主锡林转速为1050 m/min。

（2）铺网工序，梳理输出的纤维网采用直型铺网。

（3）水刺工序，其5 个水刺头水刺压力分别设定为: 35、75、90、75、75Pa。

（4）烘干工序，其烘干机温度控制在140C。

四、主要技术关键和产品创新点

（一）主要技术关键

1.采用梳理直接成网技术，以满足产品轻薄的特点。

2.采用了双梳理复合成网工艺技术。梳理成网系统是整条生产线纤网质量与产品性能保证的核心部分。第一台梳理机的每只道夫产出纤网小于l6g/m2，形成小面密度纤网，后经过交叉铺网机交叉铺网，使纤维由纵向排列向横向转变，之后纤网经杂乱牵伸机对纤网进行多级小倍数的牵伸已达到设定的纤网克重;第二台梳理机配置有凝聚罗拉，可通过调节其与道夫的速比来调节纤维的杂乱程度，此梳理机输出的两层纤网与第一台梳理机生产的纤网进行叠合，得到最终所要的复合结构纤网。由于采用两台梳理机梳理成网，所以可通过改变两台梳理机纤网铺设参数来达到产品性能要求。

（二）产品的创新点:

1.超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料使用10%的ES 纤维，50%的粘胶纤维，40%的涤纶纤维作为原料。其中ES 纤维为双组分皮芯结构复合纤维，皮层组织熔点低且柔软性好，芯层组织则熔点高、强度高。这种纤维经过热处理后，皮层一部分熔融而起粘结作用，其余仍保留纤维状态，同时具有热收缩率小的特征。正是由于ES 纤维的特性，使得产品的强力能够有显著的提高。

2.采用水刺加固工艺，材料致密，空隙率高，用于面膜能充分保证营养液在面膜等卫生材料中的稳定程度。

3.本产品在较高带液率的条件下，同时又具有较薄的厚度，用于面膜可使得面膜中的营养液能够有效充分地被利用。而且本产品较高的柔软性使得面膜具有较低的弯曲刚度，使其能够充分地和面部皮肤接触且具有良好的触感。

五、超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的物性指标

超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的物理性能指标:

1.产品克重：30g/m2

2.厚度：0.95mm

3.吸水率：800%

4.透气率：1800mm/s

5.断裂强力：纵向23N，横向26N

6.断裂伸长率：纵向33%，横向35%

7.撕裂强力：纵向7.4N，横向10N

8.甲醛含量（mg/kg）：未检出

9.pH 值：7.20

六、产品应用及前景展望

该超薄型高强度低拉伸高档水刺卫生新材料研发出来后，深受国内外有关用户好评，尤其受国际面膜市场的欢迎。在该材料的推广和应用方面，项目组正积极与用户配合向下游开拓扩大市场，加强产品销售渠道，充分发挥超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的优势，引导使用者使用这些产品，并且认真做好产品的跟踪服务工作，不断开发技术含量高、附加值更高的功能性系列面膜材料。

另外，不论是从生产效率，加工方法、生产程序、产品生产能力、产品

质量、新产品开发、国家和行业对其标准的重视程度等方面来看，超薄型高强度低拉伸水刺卫生新材料的发展潜力及市场潜力都是巨大的。