环境友好型水刺卷材的制备及性能测试

杨丽芳

（1.福建福能南纺卫生材料有限公司，福建 南平 353000；2.福建省产业纺织品重点试验室，福建 南平 353000）

女性卫生用品是固定的、必须使用的一次性消耗产品，不可重复使用，不具有周期性，市场需求稳定性强。随着女性生活品质和社会地位的不断提高，女性对自身健康的关注和需求也在不断提升，对卫生用品的要求越来越注重功能性、环保性、舒适性。水刺非织造材料具有手感柔软滑爽、吸湿性好等特点，是卫生用品面层的重要原材料。因此，开发天然、可生物降解的卫生用品面料，成为一项重要的研究课题[1]。

蚕丝是一种天然蛋白质纤维，具有良好的安全性和环保性，其丝肽中含有18种对人体有益的氨基酸，与人体皮肤的相适性能良好（与人体皮肤的摩擦刺激系数仅为7.4%[2]）；蚕丝纤细、柔软、光滑[3]，非常适合用在卫生用非织造面层材料中。本研究将以天然棉纤维和蚕丝为原料，经水刺工艺加固制成卫生用品面层材料，并进行性能测试。

1 实验

1.1 原料

实验选用的是澳达利亚细绒棉，原棉中含有果胶、蜡状物质等物质，需要进行脱脂处理。表1为使用大容量棉花纤维测试仪（High Volume Instrument，HVI）测试的原棉、梳理棉及脱脂棉（以下简称“澳棉”）的物理指标。

蚕丝规格1.38 dtex×38 mm，单纤强度3.79 cN/dtex，断裂伸长率17.72%，含油率0.19%，回潮率10.21%。

1.2 澳棉/蚕丝水刺非织造布的制备

选用澳棉和蚕丝作为原料，制备单位面积质量为35 g/m2，质量比为5∶5、7∶3、9∶1的水刺非织造布，工艺路线如图1所示。

表1 棉花物理指标

图1 水刺加工工艺路线

1.2.1 抗静电处理

蚕丝纤维具有纤度细、无卷曲、表面光泽、比电阻大等特性，在开清梳理过程中易产生大量飞花，出现静电大、绕辊等现象，在纤维转移过程中抓取困难，导致纤网均匀性差，易造成布面棉块和破洞等问题。因此，必须对蚕丝纤维进行抗静电处理，主要方法有两种：（1）控制车间温度在20～30 ℃，湿度在70%～80%；（2）在开清喂料过程中喷洒抗静电剂，采用水刺专用棉型油剂和蒸馏水混合为3%的溶液直接喷洒在纤维的表面，增强纤维的吸湿性，减少摩擦产生的静电。

1.2.2 开清工艺

采用德国开清设备，由3台自动称量机组合成一套开松混合设备。开松过程主要是把整束纤维分开成松散的单纤维状态，同时具有混合和除尘的作用。通过人工喂料→喂料装置给料至粗开松再到大棉箱→大棉箱“横铺直取”的方式，使得纤维混合得更均匀，由气流输送至精开松，再进入储棉和喂棉系统。

1.2.3 梳理工艺

采用高速罗拉式杂乱梳理机，其主要作用有分梳、剥取、转移等。根据蚕丝纤维的特性和梳理过程中出现的问题，设置合理的梳理工艺，主锡林速度为750 m/min，工作辊速度为70 m/min；胸锡林速度400 m/min，工作辊速度50 m/min。

1.2.4 水刺烘干工艺

采用安德里茨水刺机，交叉铺网和直接铺网的纤维网在长帘上重合，联动进入水刺工序。先对纤网进行预湿，再通过预刺水压试验对纤网进行预缠结，预刺压力过高，布面会产生明显的水针痕，压力过低，纤网会出现分层。所以，既要保证纤网有一定的强度，又不能太过结实，因为太结实不利于后道加工。本研究制备面密度为35 g/m2的水刺卷材，水刺压力和烘干温度参数如表2所示。

2 测试方法

基本性能：参考GB/T 24218非织造布试验方法。

pH：参考GB 18401—2003国家纺织产品基本安全技术规范。

微生物指标：参照GB/T 15979—2002一次性使用卫生用品卫生标准。

起球起毛性能：参照GB/T 4802.2纺织品织物起球试验马丁代尔法。

液体穿透时间和返湿量：参考GB/T 24218.13—2010非织造布试验方法第13部分：液体多次穿透时间的测定和第14部分：包覆材料返湿量的测定。

3 性能测试与分析

3.1 基本性能

按照测试方法，单位面积质量、厚度、断裂强力、断裂伸长率、pH、吸水率、微生物的测试结果如表3所示。

表2 水刺压力和烘干温度

表3 产品物理指标

表3数据表明：随着蚕丝含量的减少，澳棉/蚕丝水刺非织造布的断裂强力逐渐降低。这是因为：（1）蚕丝纤维细，有利于纤维之间的缠结；（2）澳棉经除杂、脱脂等工序，强力和长度都下降了，明显低于蚕丝的单纤强力和长度。

3.2 起球起毛性能

选用马丁代尔耐磨仪，按客户要求进行测试和判定，试样耐磨等级在2.5～ 3.0级。

3.3 干爽性能

依据GB/T 8939—2018卫生巾（护垫）附录B标准合成试液的配方，配制液体穿透时间测试用的合成试液，进行液体多次穿透时间和返湿量的测试，测试数据如表4所示。

从表4得出，由于蚕丝纤维不吸水，但在布样吸收液体时具有导流、引流作用，质量比为7∶3的水刺布样的液体多次穿透时间最短，质量比为5∶5的水刺布样的总返湿量最少。综合成本等因素，质量比为7∶3的水刺卷材性能最优。

表4 液体多次穿透时间和返湿量测试数据

4 结语

（1）控制好车间温湿度，对纤维喷洒专用油剂，有利于减少飞花、绕辊、破洞等不良现象。

（2）制备的水刺非织造布的微生物指标均符合GB/T 15979—2002一次性使用卫生用品卫生标准；基本性能、微生物指标、起球起毛指标均满足客户要求。