王欽 封嚴

家用非織造布擦拭巾的研發(fā)進展

王欽 封嚴

摘要：非織造布擦拭巾在我國家用清潔擦拭巾市場上具有廣闊的發(fā)展前景。本文介紹了家用非織造布擦拭巾的性能要求和加工工藝，及其在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面和抗菌、親水、親油等功能整理方面的研究進展，并提出了家用非織造布擦拭巾未來的發(fā)展方向。

隨著非織造布產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，非織造布產(chǎn)品逐漸在人們生活中的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，家用非織造布擦拭巾就是其中一種。早在2006年，北美非織造布協(xié)會（INDA）發(fā)布報告稱，家用擦拭巾在北美擦拭巾市場上已居第一位。家用非織造布擦拭巾即通過水刺、熔噴或紡粘等非織造加工工藝制得并經(jīng)過一系列后加工而制成的具有擦拭功能的非織造布，主要應(yīng)用于家庭生活中。其結(jié)構(gòu)多樣，能適應(yīng)不同的用途，而且通過特殊后整理，可賦予產(chǎn)品各種新的功能，如抗菌性、親油性、耐磨性等。在人們?nèi)找孀⒅厣钇焚|(zhì)的今天，衛(wèi)生、健康、耐用的多功能非織造布擦拭巾具有良好的應(yīng)用前景。

1 家用非織造布擦拭巾的性能要求及加工工藝

1.1 性能要求

作為家用擦拭巾，擦拭的污垢類型主要是液體、油脂以及固體顆粒污垢，實際生活中人們面對的大都是這些污垢的混合物。針對擦拭對象及人們對健康衛(wèi)生的要求，家用非織造布擦拭巾一般應(yīng)具有以下性能：（1）良好的清潔能力；（2）耐磨性；（3）柔軟性；（4）衛(wèi)生性。

1.2 加工工藝

生產(chǎn)家用非織造布擦拭巾一般通過梳理或氣流成網(wǎng)，然后采用針剌、水刺等方法加固纖網(wǎng)，也有以紡粘法加工的。不同工藝加工的擦拭巾各有特點。目前在家用擦拭巾市場中，大部分為水刺法生產(chǎn)的擦拭巾。

1.2.1 紡粘水刺工藝

雙組分紡粘水刺非織造布是目前國內(nèi)外非織造布擦拭巾市場的研究熱點之一，它結(jié)合了紡粘、水刺兩種生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢，極具發(fā)展?jié)摿1]。大連華綸公司和江西吉安三江超纖無紡布公司聯(lián)合開發(fā)了我國第一條“雙組分超細纖維紡粘水刺非織造布”生產(chǎn)線，其生產(chǎn)工藝流程為：切片輸送及干燥→螺桿擠壓→熔體過濾→紡絲機→冷卻牽伸→接收成網(wǎng)→水刺纏結(jié)→烘燥→卷繞。

雙組分紡粘水刺非織造布兼具水刺非織造布和紡粘非織造布的優(yōu)點，布面均勻平整、手感柔軟、強度較高，且吸濕性良好。

1.2.2 針刺工藝

目前開發(fā)的針刺法家用非織造布擦拭巾主要為針刺海島纖維非織造布，其生產(chǎn)工藝為：海島纖維開包稱重→粗開松→多倉混合→精開松→機械梳理成網(wǎng)→針刺加固→堿減量溶去海組分→烘干→卷繞。

海島纖維開纖后得到的超細纖維可比桔瓣型裂離后的超細纖維更細，因此由該超細纖維制成的擦拭巾擦拭功能更好，手感也更為柔軟。而且，由于超細纖維的毛細效應(yīng)和特殊的表面結(jié)構(gòu)，針刺海島纖維擦拭巾還具有高吸水性。

2 家用非織造布擦拭巾的性能改進

對非織造布進行結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計或采用各種手段進行后整理改性，可以改善擦拭巾的使用性能，賦予其特殊功能，目前研究主要集中在以下幾個方面。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

人們在日常生活中使用擦拭巾時，習(xí)慣直接握住擦拭巾沿所需方向擦拭。若遇到固體污物，通常直接擦拭至垃圾桶內(nèi)或者將擦拭巾卷曲，攏起污物抖落到垃圾袋里。這個過程看似簡單，但如果遇到許多細小的固體顆粒狀污物比如沙子，直接擦拭則可能會劃傷待清潔表面，細細拈起又很費時費力。

專利CN03805399.3介紹了一種巧妙捕集普通灰塵和較重顆粒的非織造布擦拭巾[2]。該擦拭巾具有三維結(jié)構(gòu)，擦拭面有許多低谷區(qū)域和突起區(qū)域相間存在。將壓敏黏合劑避開波峰只涂在低谷部分使其具有黏合作用。擦拭時，因黏合作用波谷區(qū)域能收集、黏附起灰塵等固體顆粒，避免了顆粒黏附到波峰而導(dǎo)致劃傷擦拭表面。波谷相間地分布于整塊擦拭巾上，為清除污物顆粒提供了連續(xù)通道。

專利CN201120513032.3介紹了一種擦拭吸收用水刺非織造布，至少具有3層結(jié)構(gòu)，包含兩側(cè)表層致密能滿足擦拭需要，中間是蓬松的吸收層[3]。這種新型擦拭巾擦拭清潔效果好、吸液性強，且強度好不易掉毛。

美國專利US2013269134介紹的清潔布包括表面的布料層和一個泡沫層[4]。布料層用來吸收液體，泡沫材料層則設(shè)置在布料層的反面，布料層和泡沫層的突出部分嚙合，具有很好的清潔能力。該擦拭巾的清潔性能和耐用性優(yōu)良，且對環(huán)境友好。

專利CN200980147956.1介紹了一種在天然纖維的相互接觸點上纏繞熱敏纖維，一定溫度下彼此結(jié)合形成三維非織造基材，并利用輥涂在整個非織造基材上涂覆連續(xù)的黏結(jié)劑樹脂涂層，經(jīng)固化后形成擦拭材料[5]。此款非織造布擦拭材料表面的摩擦系數(shù)較大，擦拭效果極佳，且較為環(huán)保。

2.2 抗菌整理

在人們工作和生活的許多場合都存在大量細菌。研究表明，擦拭巾能帶走被擦拭表面的部分細菌，但在連續(xù)擦拭過程中細菌會傳播到潔凈表面上。因此，在衛(wèi)生、飲食和家居等領(lǐng)域，必須常用有抗菌功能的擦拭巾[6]。

使非織造布擦拭巾具有抗菌性的方法目前主要有如下幾種：

（1）加入抗菌劑共混紡絲或?qū)w維進行抗菌改性得到抗菌纖維；

（2）在非織造布加工纖維原料中摻入部分抗菌纖維；

（3）在非織造加工工藝過程中加入抗菌劑；

（4）非織造布抗菌后整理。其中，非織造布抗菌后整理因其簡便易行而應(yīng)用最為廣泛。

孫唯唯等將自制的具有抗菌功能的粉體與高聚物切片共混經(jīng)螺桿擠壓機得到抗菌型多功能母粒，然后根據(jù)需要添加不同比例到高聚物熔體中紡絲得到高效抗菌纖維[7]。

郭秉臣等用陽離子型抗菌劑整理開發(fā)出了非織造抗菌擦拭巾，該擦拭巾對大部分的微生物（G+菌、G-菌、真菌等）均具有極好的耐多次洗滌的抗菌效果，而且對人體衛(wèi)生安全無害[8]。

專利CN200810120076.2提到一種制備抗菌非織造布的方法，是在非織造布上涂覆蠶絲蛋白和甲殼素并經(jīng)過浸軋焙烘固著，從而達到抑菌、殺菌效果[9]。

專利CN200910259701.6公開的非織造布抗菌整理劑由殼聚糖與乳酸鋅混合配制而成[10]；而專利CN201010242588.3則以甘氨酸鋅-乳酸鋅絡(luò)合溶液與表面活性劑混合制得抗菌劑，用該抗菌劑整理得到的非織造布抗菌效果良好，且能適應(yīng)高速非織造布生產(chǎn)線的生產(chǎn)需求[11]。

2.3 親水整理

在家庭清潔領(lǐng)域的應(yīng)用中，需要非織造布擦拭巾具有良好的親水性，而非織造布擦拭巾通常由疏水的合成纖維制成，因此需要對其進行親水整理。

使非織造布擦拭巾具有親水性的常用方法是用親水型表面活性劑涂敷非織造布的表面，這種方法成本低且簡單易行，但由于這種涂敷在非織造布與表面活性劑之間并沒有形成緊密的化學(xué)鍵，因此當擦拭巾被潤濕時，親水型表面活性劑可能被沖洗掉。目前具有耐久性能的親水整理劑較少。張彤彤等采用非離子表面活性劑對PE/PP紡粘非織造布進行親水表面整理，經(jīng)親水整理后，PE/PP雙組分非織造布的親水性得到顯著改善；Khoddami A等用聚乙二醇-二羥甲基二羥基乙烯脲（PEG-DMDHEU）對聚乳酸（PLA）織物進行親水涂層整理，整理后PLA織物獲得了持久的抗靜電性。

利用高能輻射、電子束輻射或化學(xué)試劑引發(fā)非織造布接入親水基團，也是一種改善非織造布親水性的有效手段。但在接枝過程中，均聚速率和接枝率比較難以控制，且一般處理時間較長，故此種方法還僅限于實驗室研究階段。劉曉俠等采用電暈和紫外線輻照，在滌綸織物表面引入含氧極性基團。處理后織物的親水性能和抗靜電性能顯著提高，耐水洗性能優(yōu)良。但電暈和臭氧氣氛中紫外線輻照均使滌綸織物斷裂強度略有下降。Natarajan S等利用聚乙烯醇的化學(xué)吸附作用，在堿性環(huán)境下對聚酯織物進行表面親水改性，改性后的聚酯織物顯示出良好的親水性。

采用等離子體處理非織造布表面，處理后的纖維表面層因形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)或穩(wěn)定存在的游離基容易在空氣中被氧化，最終生成羥基、羧基等基團，使纖維的潤濕性能大大提高，從而改善了非織造布的親水性。呂立斌等在常壓下對尼龍6纖維進行等離子體處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維表面變得粗糙并有極性基團，纖維的吸濕性得到提高。Yang D Z等通過DBD等離子體處理，改善PP非織造布的親水性；Kawabe M為提高聚烯烴非織造布的潤濕性，采用等離子體處理使纖維產(chǎn)生空隙從而利用空隙吸水。低溫等離子體應(yīng)用于聚合物表面改性至今已有30多年的歷史，在發(fā)達國家早已工業(yè)化應(yīng)用，但該方法成本昂貴，在我國目前還難以用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

隨著人們對產(chǎn)品綠色環(huán)保要求的提高，環(huán)境友好的整理方法和整理劑逐漸成為研究熱點。酶反應(yīng)被認為是可選的具有環(huán)境友好特點的改性途徑之一，Karaca B等用角質(zhì)酶和脂肪酶處理表面以改善其親水性。另外，殼聚糖作為一種環(huán)保和多功能型的后整理劑，也有很大的發(fā)展空間，目前主要用于滌綸等織物的親水、抗靜電以及棉織物的抗菌等后整理。

2.4 親油性后整理

親油性后整理目前主要有采用親油整理劑和親油基團化學(xué)接枝改性兩種途徑。李維宏等采用一種特殊的親油型表面活性劑合成的高吸油整理劑對纖維素纖維針刺非織造布進行親油整理，達到了理想的吸油效果；哈麗丹?買買提等采用懸浮振蕩接枝聚合法合成了纖維素-BMA接枝聚合吸油材料，該吸油材料對各類油品均有較高的吸油速率。

2.5 其他整理

家用擦拭巾用途廣泛，除了親水性、抗菌性以外，不同用途對擦拭巾也會有其他不同的性能要求，比如去除異味、耐磨性好等，需采取相對應(yīng)的整理方法。

（1）祛除異味整理。專利CN201010549534.1公開了一種祛除異味非織造布的制備方法。將鱷梨油溶液與殼聚糖抗菌劑混合制成祛除異味整理劑，通過浸軋法或噴霧法將整理劑施加到非織造布上，烘干后即得祛除異味效果顯著、安全衛(wèi)生無刺激的祛除異味非織造布。

（2）普通家用非織造布擦拭巾經(jīng)多次使用摩擦后纖維易脫落而造成二次污染，可通過涂層、復(fù)合等后整理途徑來改善擦拭巾的耐磨性。專利CN02105829.6中提到在擦拭巾表面涂一層埋有研磨粒子的合成樹脂可以增強擦拭巾的耐摩擦性能。這種研磨粒子不僅可以增強擦拭巾的擦拭效果，而且在擦拭過程中，被消耗的是研磨粒子和合成樹脂而不是纖維，不會造成擦拭巾掉毛產(chǎn)生再次污染問題。

3 前景展望

目前，性能較好的家用非織造布擦拭巾在國內(nèi)的普及程度與發(fā)達國家相比存在著明顯差距，其生產(chǎn)工藝技術(shù)也相對較為落后。但就水刺非織造布而言，我國正趨向于供過于求的局面，產(chǎn)品主要集中在中低端領(lǐng)域。要改變這一現(xiàn)狀，勢必要不斷探究、創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，開發(fā)多功能、高性能的擦拭巾產(chǎn)品。除此之外，還應(yīng)注意到部分非織造布擦拭巾是一次性產(chǎn)品，因此，尋求可降解纖維作為非織造布擦拭巾原料已成為目前新的研究方向之一。

總之，今后對家用非織造布擦拭巾的研究重點應(yīng)更多地考慮以下幾個方面：（1）新生產(chǎn)工藝的開發(fā)；（2）賦予產(chǎn)品功能性和高附加值；（3）尋求環(huán)保型原料；（4）產(chǎn)品健康安全、于人體無害。相信在不久的將來，高性能非織造布擦拭巾會替代傳統(tǒng)的家用抹布進入更多的消費者家中。

（摘編自《非織造布》，2014年4月）

參考文獻

[1] 侯翠芳.PET/PA6雙組分纖維紡粘水刺非織造布生產(chǎn)技術(shù)[J].紡織導(dǎo)報，2009(9): 79-80.

[2] 3M創(chuàng)新有限公司.抹布:中國專利03805399.3[P].2003-09-18.

[3] 東綸科技實業(yè)有限公司.一種擦拭吸收用非織造布:中國專利, 201120513032.3[P]. 2012-07-25.

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

[5] 3M創(chuàng)新有限公司. 包含天然纖維的擦洗材料中國專利, 200980147956.1[P]. 2011-10-26.

[6] 中國生活用紙年鑒編輯部.中國生活用紙年鑒[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2002.

[7] 孫唯唯,張華,周永凱.抗菌型多功能聚酰胺纖維的結(jié)構(gòu)與性能[J].紡織學(xué)報,2012,33(4):6-11.

[8] 郭秉臣,劉春秀.非織造抗菌擦拭巾的開發(fā)[J],天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2005，24(4):73-75.

[9] 浙江理工大學(xué).一種有抗菌及親水性的非織造布及其制備方法和應(yīng)用:中國專利,200810120076.2[P].2008-12-17.

[10] 山東俊富非織造材料有限公司.抗菌非織造布及抗菌劑制備方法: 中國專利,200910259701.6[P].2010-06-16.

[11] 孫偉.抗菌劑及抗菌非織造布制備方法:中國專利,20101 0242588.3[P].2010-12-15.