家用非织造布擦拭巾的研发进展

王钦 封严

家用非织造布擦拭巾的研发进展

王钦 封严

摘要：非织造布擦拭巾在我国家用清洁擦拭巾市场上具有广阔的发展前景。本文介绍了家用非织造布擦拭巾的性能要求和加工工艺，及其在结构设计方面和抗菌、亲水、亲油等功能整理方面的研究进展，并提出了家用非织造布擦拭巾未来的发展方向。

随着非织造布产业的不断发展，非织造布产品逐渐在人们生活中的各个领域得到广泛应用，家用非织造布擦拭巾就是其中一种。早在2006年，北美非织造布协会（INDA）发布报告称，家用擦拭巾在北美擦拭巾市场上已居第一位。家用非织造布擦拭巾即通过水刺、熔喷或纺粘等非织造加工工艺制得并经过一系列后加工而制成的具有擦拭功能的非织造布，主要应用于家庭生活中。其结构多样，能适应不同的用途，而且通过特殊后整理，可赋予产品各种新的功能，如抗菌性、亲油性、耐磨性等。在人们日益注重生活品质的今天，卫生、健康、耐用的多功能非织造布擦拭巾具有良好的应用前景。

1 家用非织造布擦拭巾的性能要求及加工工艺

1.1 性能要求

作为家用擦拭巾，擦拭的污垢类型主要是液体、油脂以及固体颗粒污垢，实际生活中人们面对的大都是这些污垢的混合物。针对擦拭对象及人们对健康卫生的要求，家用非织造布擦拭巾一般应具有以下性能：（1）良好的清洁能力；（2）耐磨性；（3）柔软性；（4）卫生性。

1.2 加工工艺

生产家用非织造布擦拭巾一般通过梳理或气流成网，然后采用针剌、水刺等方法加固纤网，也有以纺粘法加工的。不同工艺加工的擦拭巾各有特点。目前在家用擦拭巾市场中，大部分为水刺法生产的擦拭巾。

1.2.1 纺粘水刺工艺

双组分纺粘水刺非织造布是目前国内外非织造布擦拭巾市场的研究热点之一，它结合了纺粘、水刺两种生产技术的优势，极具发展潜力[1]。大连华纶公司和江西吉安三江超纤无纺布公司联合开发了我国第一条“双组分超细纤维纺粘水刺非织造布”生产线，其生产工艺流程为：切片输送及干燥→螺杆挤压→熔体过滤→纺丝机→冷却牵伸→接收成网→水刺缠结→烘燥→卷绕。

双组分纺粘水刺非织造布兼具水刺非织造布和纺粘非织造布的优点，布面均匀平整、手感柔软、强度较高，且吸湿性良好。

1.2.2 针刺工艺

目前开发的针刺法家用非织造布擦拭巾主要为针刺海岛纤维非织造布，其生产工艺为：海岛纤维开包称重→粗开松→多仓混合→精开松→机械梳理成网→针刺加固→碱减量溶去海组分→烘干→卷绕。

海岛纤维开纤后得到的超细纤维可比桔瓣型裂离后的超细纤维更细，因此由该超细纤维制成的擦拭巾擦拭功能更好，手感也更为柔软。而且，由于超细纤维的毛细效应和特殊的表面结构，针刺海岛纤维擦拭巾还具有高吸水性。

2 家用非织造布擦拭巾的性能改进

对非织造布进行结构上的特殊设计或采用各种手段进行后整理改性，可以改善擦拭巾的使用性能，赋予其特殊功能，目前研究主要集中在以下几个方面。

2.1 结构设计研究

人们在日常生活中使用擦拭巾时，习惯直接握住擦拭巾沿所需方向擦拭。若遇到固体污物，通常直接擦拭至垃圾桶内或者将擦拭巾卷曲，拢起污物抖落到垃圾袋里。这个过程看似简单，但如果遇到许多细小的固体颗粒状污物比如沙子，直接擦拭则可能会划伤待清洁表面，细细拈起又很费时费力。

专利CN03805399.3介绍了一种巧妙捕集普通灰尘和较重颗粒的非织造布擦拭巾[2]。该擦拭巾具有三维结构，擦拭面有许多低谷区域和突起区域相间存在。将压敏黏合剂避开波峰只涂在低谷部分使其具有黏合作用。擦拭时，因黏合作用波谷区域能收集、黏附起灰尘等固体颗粒，避免了颗粒黏附到波峰而导致划伤擦拭表面。波谷相间地分布于整块擦拭巾上，为清除污物颗粒提供了连续通道。

专利CN201120513032.3介绍了一种擦拭吸收用水刺非织造布，至少具有3层结构，包含两侧表层致密能满足擦拭需要，中间是蓬松的吸收层[3]。这种新型擦拭巾擦拭清洁效果好、吸液性强，且强度好不易掉毛。

美国专利US2013269134介绍的清洁布包括表面的布料层和一个泡沫层[4]。布料层用来吸收液体，泡沫材料层则设置在布料层的反面，布料层和泡沫层的突出部分啮合，具有很好的清洁能力。该擦拭巾的清洁性能和耐用性优良，且对环境友好。

专利CN200980147956.1介绍了一种在天然纤维的相互接触点上缠绕热敏纤维，一定温度下彼此结合形成三维非织造基材，并利用辊涂在整个非织造基材上涂覆连续的黏结剂树脂涂层，经固化后形成擦拭材料[5]。此款非织造布擦拭材料表面的摩擦系数较大，擦拭效果极佳，且较为环保。

2.2 抗菌整理

在人们工作和生活的许多场合都存在大量细菌。研究表明，擦拭巾能带走被擦拭表面的部分细菌，但在连续擦拭过程中细菌会传播到洁净表面上。因此，在卫生、饮食和家居等领域，必须常用有抗菌功能的擦拭巾[6]。

使非织造布擦拭巾具有抗菌性的方法目前主要有如下几种：

（1）加入抗菌剂共混纺丝或对纤维进行抗菌改性得到抗菌纤维；

（2）在非织造布加工纤维原料中掺入部分抗菌纤维；

（3）在非织造加工工艺过程中加入抗菌剂；

（4）非织造布抗菌后整理。其中，非织造布抗菌后整理因其简便易行而应用最为广泛。

孙唯唯等将自制的具有抗菌功能的粉体与高聚物切片共混经螺杆挤压机得到抗菌型多功能母粒，然后根据需要添加不同比例到高聚物熔体中纺丝得到高效抗菌纤维[7]。

郭秉臣等用阳离子型抗菌剂整理开发出了非织造抗菌擦拭巾，该擦拭巾对大部分的微生物（G+菌、G-菌、真菌等）均具有极好的耐多次洗涤的抗菌效果，而且对人体卫生安全无害[8]。

专利CN200810120076.2提到一种制备抗菌非织造布的方法，是在非织造布上涂覆蚕丝蛋白和甲壳素并经过浸轧焙烘固着，从而达到抑菌、杀菌效果[9]。

专利CN200910259701.6公开的非织造布抗菌整理剂由壳聚糖与乳酸锌混合配制而成[10]；而专利CN201010242588.3则以甘氨酸锌-乳酸锌络合溶液与表面活性剂混合制得抗菌剂，用该抗菌剂整理得到的非织造布抗菌效果良好，且能适应高速非织造布生产线的生产需求[11]。

2.3 亲水整理

在家庭清洁领域的应用中，需要非织造布擦拭巾具有良好的亲水性，而非织造布擦拭巾通常由疏水的合成纤维制成，因此需要对其进行亲水整理。

使非织造布擦拭巾具有亲水性的常用方法是用亲水型表面活性剂涂敷非织造布的表面，这种方法成本低且简单易行，但由于这种涂敷在非织造布与表面活性剂之间并没有形成紧密的化学键，因此当擦拭巾被润湿时，亲水型表面活性剂可能被冲洗掉。目前具有耐久性能的亲水整理剂较少。张彤彤等采用非离子表面活性剂对PE/PP纺粘非织造布进行亲水表面整理，经亲水整理后，PE/PP双组分非织造布的亲水性得到显著改善；Khoddami A等用聚乙二醇-二羟甲基二羟基乙烯脲（PEG-DMDHEU）对聚乳酸（PLA）织物进行亲水涂层整理，整理后PLA织物获得了持久的抗静电性。

利用高能辐射、电子束辐射或化学试剂引发非织造布接入亲水基团，也是一种改善非织造布亲水性的有效手段。但在接枝过程中，均聚速率和接枝率比较难以控制，且一般处理时间较长，故此种方法还仅限于实验室研究阶段。刘晓侠等采用电晕和紫外线辐照，在涤纶织物表面引入含氧极性基团。处理后织物的亲水性能和抗静电性能显著提高，耐水洗性能优良。但电晕和臭氧气氛中紫外线辐照均使涤纶织物断裂强度略有下降。Natarajan S等利用聚乙烯醇的化学吸附作用，在碱性环境下对聚酯织物进行表面亲水改性，改性后的聚酯织物显示出良好的亲水性。

采用等离子体处理非织造布表面，处理后的纤维表面层因形成的交联结构或稳定存在的游离基容易在空气中被氧化，最终生成羟基、羧基等基团，使纤维的润湿性能大大提高，从而改善了非织造布的亲水性。吕立斌等在常压下对尼龙6纤维进行等离子体处理，结果发现纤维表面变得粗糙并有极性基团，纤维的吸湿性得到提高。Yang D Z等通过DBD等离子体处理，改善PP非织造布的亲水性；Kawabe M为提高聚烯烃非织造布的润湿性，采用等离子体处理使纤维产生空隙从而利用空隙吸水。低温等离子体应用于聚合物表面改性至今已有30多年的历史，在发达国家早已工业化应用，但该方法成本昂贵，在我国目前还难以用于大规模的工业化生产。

随着人们对产品绿色环保要求的提高，环境友好的整理方法和整理剂逐渐成为研究热点。酶反应被认为是可选的具有环境友好特点的改性途径之一，Karaca B等用角质酶和脂肪酶处理表面以改善其亲水性。另外，壳聚糖作为一种环保和多功能型的后整理剂，也有很大的发展空间，目前主要用于涤纶等织物的亲水、抗静电以及棉织物的抗菌等后整理。

2.4 亲油性后整理

亲油性后整理目前主要有采用亲油整理剂和亲油基团化学接枝改性两种途径。李维宏等采用一种特殊的亲油型表面活性剂合成的高吸油整理剂对纤维素纤维针刺非织造布进行亲油整理，达到了理想的吸油效果；哈丽丹•买买提等采用悬浮振荡接枝聚合法合成了纤维素-BMA接枝聚合吸油材料，该吸油材料对各类油品均有较高的吸油速率。

2.5 其他整理

家用擦拭巾用途广泛，除了亲水性、抗菌性以外，不同用途对擦拭巾也会有其他不同的性能要求，比如去除异味、耐磨性好等，需采取相对应的整理方法。

（1）祛除异味整理。专利CN201010549534.1公开了一种祛除异味非织造布的制备方法。将鳄梨油溶液与壳聚糖抗菌剂混合制成祛除异味整理剂，通过浸轧法或喷雾法将整理剂施加到非织造布上，烘干后即得祛除异味效果显著、安全卫生无刺激的祛除异味非织造布。

（2）普通家用非织造布擦拭巾经多次使用摩擦后纤维易脱落而造成二次污染，可通过涂层、复合等后整理途径来改善擦拭巾的耐磨性。专利CN02105829.6中提到在擦拭巾表面涂一层埋有研磨粒子的合成树脂可以增强擦拭巾的耐摩擦性能。这种研磨粒子不仅可以增强擦拭巾的擦拭效果，而且在擦拭过程中，被消耗的是研磨粒子和合成树脂而不是纤维，不会造成擦拭巾掉毛产生再次污染问题。

3 前景展望

目前，性能较好的家用非织造布擦拭巾在国内的普及程度与发达国家相比存在着明显差距，其生产工艺技术也相对较为落后。但就水刺非织造布而言，我国正趋向于供过于求的局面，产品主要集中在中低端领域。要改变这一现状，势必要不断探究、创新生产工艺，开发多功能、高性能的擦拭巾产品。除此之外，还应注意到部分非织造布擦拭巾是一次性产品，因此，寻求可降解纤维作为非织造布擦拭巾原料已成为目前新的研究方向之一。

总之，今后对家用非织造布擦拭巾的研究重点应更多地考虑以下几个方面：（1）新生产工艺的开发；（2）赋予产品功能性和高附加值；（3）寻求环保型原料；（4）产品健康安全、于人体无害。相信在不久的将来，高性能非织造布擦拭巾会替代传统的家用抹布进入更多的消费者家中。

（摘编自《非织造布》，2014年4月）

参考文献

[1] 侯翠芳.PET/PA6双组分纤维纺粘水刺非织造布生产技术[J].纺织导报，2009(9): 79-80.

[2] 3M创新有限公司.抹布:中国专利03805399.3[P].2003-09-18.

[3] 东纶科技实业有限公司.一种擦拭吸收用非织造布:中国专利, 201120513032.3[P]. 2012-07-25.

[4] LIN MENG-JIE. Cleaning Cloth: US patent, 201369134 [P].2013-10-17.

[5] 3M创新有限公司. 包含天然纤维的擦洗材料中国专利, 200980147956.1[P]. 2011-10-26.

[6] 中国生活用纸年鉴编辑部.中国生活用纸年鉴[M].北京:中国轻工业出版社,2002.

[7] 孙唯唯,张华,周永凯.抗菌型多功能聚酰胺纤维的结构与性能[J].纺织学报,2012,33(4):6-11.

[8] 郭秉臣,刘春秀.非织造抗菌擦拭巾的开发[J],天津工业大学学报，2005，24(4):73-75.

[9] 浙江理工大学.一种有抗菌及亲水性的非织造布及其制备方法和应用:中国专利,200810120076.2[P].2008-12-17.

[10] 山东俊富非织造材料有限公司.抗菌非织造布及抗菌剂制备方法: 中国专利,200910259701.6[P].2010-06-16.

[11] 孙伟.抗菌剂及抗菌非织造布制备方法:中国专利,20101 0242588.3[P].2010-12-15.