油劑作為非織造布表面改性的功能整理劑,可以為衛(wèi)生用品帶來(lái)不同的應(yīng)用效果。以常見(jiàn)的紙尿褲來(lái)舉例,如圖1所示,紙尿褲面層、導(dǎo)流層、芯體、底層等不同部位都需要用到非織造布,不同部位的非織造布對(duì)親水性的要求是不同的。如面層要求親水外還要干爽、親膚、柔軟等;而芯體用的非織造布則要求快速擴(kuò)散,充分調(diào)動(dòng)高吸收性樹(shù)脂對(duì)尿液的吸收。
油劑對(duì)非織造布/纖維的作用
非織造布通常由PP、PE等化纖材料制成,本身不具備親水能力,這時(shí)就需要在材料表面覆蓋一層特殊的物質(zhì),使材料表面發(fā)生改性,使不親水的材料表現(xiàn)出不同的親水性能,這種物質(zhì)就是親水油劑。
經(jīng)過(guò)親水整理后,材料的表面張力需大于水的表面張力,才能表現(xiàn)出親水性能,而表面張力的大小又會(huì)影響非織造布的保水性。一般認(rèn)為,表面張力越大、潤(rùn)濕鋪展性越強(qiáng),保水性也越大,相應(yīng)返滲也會(huì)變大,干爽性也會(huì)變差,所以需要在潤(rùn)濕性和干爽性之間尋求平衡。
油劑除了需滿足非織造布親水性能要求外,還需滿足纖維生產(chǎn)商的生產(chǎn)要求,如可紡性、梳理性等。此外油劑還有改善手感的作用,如親膚性,這是由油劑的成分、非織造布的材質(zhì)、以及油劑在纖維上存在的形態(tài)所影響的。表1[1]是化妝品領(lǐng)域中,人體皮膚對(duì)不同原料的感官評(píng)估,可以看出,不同原料對(duì)皮膚觸感表現(xiàn)的效果是不同的。
非織造布油劑的組成和使用
不同的非織造布油劑有不同的功能性成分,以熱風(fēng)非織造布的短纖油劑為例,其由平滑劑、乳化劑、抗靜電劑、其他添加劑等組成,而油劑整體所表現(xiàn)出的親水、拒水等特性,是這些所有成分的疊加效果。此處涉及的多種成分都是表面活性劑,即一端親水、一端親油,表面活性劑根據(jù)離子類(lèi)型的不同,又可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型等。
油劑是各類(lèi)表面活性劑的有效復(fù)配體,大部分非織造布油劑都是配制成水乳液使用。配制好的均一乳液,在微觀下是一個(gè)個(gè)形態(tài)各異的表面活性劑聚集體,油劑配制成乳液的過(guò)程是乳化而不是簡(jiǎn)單稀釋。配制出均一、穩(wěn)定的油劑乳液,再通過(guò)合適的上油工藝均勻涂布到纖維表面,是保證親水性能穩(wěn)定的前提,所以使用過(guò)程中需要留意配制乳液的諸多要素,如圖2所示。
另外,含油率的不同,會(huì)使油劑分子在纖維表面呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。上油太低,纖維表面沒(méi)有完全覆蓋,會(huì)表現(xiàn)出親水不足,而上油太高,又會(huì)使纖維表面油劑太多,造成反滲量增大等問(wèn)題。所以,含油率需有一個(gè)適中的范圍,并在實(shí)際生產(chǎn)中做好控制。
非織造布油劑的種類(lèi)及區(qū)分
衛(wèi)生用品用非織造布油劑根據(jù)親水次數(shù)的不同,可以分為單次親水和多次親水,表征的是油劑在纖維表面的耐沖刷能力。用穿透測(cè)試儀進(jìn)行5次下滲測(cè)試,多次親水的下滲時(shí)間都在5s以內(nèi),而單次親水則第一次小于5s,第二次開(kāi)始大于5s。
根據(jù)潤(rùn)濕形式的不同,衛(wèi)生用品用非織造布油劑又可分為擴(kuò)散型和穿透型,或者行業(yè)習(xí)慣稱強(qiáng)親和弱親。強(qiáng)親和弱親只是表現(xiàn)出的潤(rùn)濕擴(kuò)散性不同,從而導(dǎo)致保水性和反滲量不同。如圖3所示,左邊圖片是擴(kuò)散型油劑,水痕面積更大、保水性更強(qiáng),右邊圖片是穿透型油劑,水痕面積更小、保水性更小,且更干爽。從表2擴(kuò)散型和穿透型油劑親水和反滲量數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出,在親水能力上,二者沒(méi)有明顯差異,而穿透型油劑反滲量則明顯更小。
從以上比較可知,親水油劑可分為單親強(qiáng)親油劑、單親弱親油劑、多親強(qiáng)親油劑、多親弱親油劑等不同的類(lèi)型。
除了親水油劑外,還有拒水油劑。非織造布材料本身拒水性能就很優(yōu)秀,拒水油劑的使用主要是為了滿足短纖生產(chǎn)商、熱風(fēng)非織造布生產(chǎn)商的需求,如可紡性、梳理性、手感等。
除了親水、拒水油劑外,還有許多非織造布的功能性整理油劑,如滑爽整理劑、植物活性成分整理劑、純棉水刺非織造布的干爽整理劑等。
表3為L(zhǎng)upert? W362處理的35g/m2純棉水刺非織造布,滴加5mL人工模擬血液后的測(cè)試結(jié)果,可以看出處理后的純棉水刺非織造布,在柔軟性、滑感提升的同時(shí),回滲量更小、更干爽,血液遮蓋性也更好。
圖4為L(zhǎng)upert? W362處理的0.8D熱風(fēng)親水非織造布對(duì)人工模擬血液的測(cè)試效果,人工模擬血液滴加5mL,回滲量為0.042g,且血液遮蓋性也較好。表4為L(zhǎng)upert? W362處理的0.8D熱風(fēng)親水非織造布對(duì)模擬尿液的親水測(cè)試數(shù)據(jù),可以看出0.8D熱風(fēng)非織造布經(jīng)過(guò)親水處理后,其反滲量能夠達(dá)到與2.0D親水熱風(fēng)非織造布相當(dāng)?shù)乃剑容^干爽,可用于衛(wèi)生巾或紙尿褲面層。
非織造布油劑實(shí)際應(yīng)用探討
● 衛(wèi)生用品用非織造布油劑的選擇要點(diǎn)
對(duì)于油劑的選擇,首先關(guān)注的是安全性,即需符合各類(lèi)安全法規(guī)的要求;第二點(diǎn)則是關(guān)注使用性能的穩(wěn)定性,如對(duì)膠粘劑無(wú)負(fù)面影響、保持熱穩(wěn)定性等;第三點(diǎn)是油劑產(chǎn)品本身的性能特點(diǎn),如根據(jù)衛(wèi)生用品的設(shè)計(jì)理念,選擇能使產(chǎn)品更干爽,且具有極低干遷移和濕遷移的油劑,以及不同使用場(chǎng)景的親水非織造布選擇不同性能的油劑等,系統(tǒng)性搭配以達(dá)到最好的應(yīng)用效果。
● 有關(guān)親水老化問(wèn)題
非織造布親水老化是因?yàn)橛H水油劑遷移進(jìn)纖維內(nèi)部或者揮發(fā),造成材料表面親水油劑含量下降,使非織造布親水能力降低。為了盡量避免老化的產(chǎn)生,首先是要嚴(yán)格按照要求配制油劑乳液,且保證上油的均勻性;其次,不同的纖維材料需對(duì)應(yīng)調(diào)整不同的上油量,如纖維若含有柔軟或者增白母粒,會(huì)加劇老化,則需預(yù)先多上油,以預(yù)留好可能老化的量;再次,纖維的破皮、疵點(diǎn)太多,也會(huì)加劇油劑的老化。圖5為熱風(fēng)非織造布纖維在顯微鏡下的形貌,可以看出纖維經(jīng)過(guò)加工后,或多或少都會(huì)存在破皮,這些破皮后產(chǎn)生的小縫隙,會(huì)加速纖維表面親水油劑的老化。
● 有關(guān)油劑遷移引起的側(cè)漏問(wèn)題
油劑遷移分為干遷移和濕遷移。干遷移是油劑由面層轉(zhuǎn)移到護(hù)翼,造成護(hù)翼由拒水變?yōu)橛H水,進(jìn)而引起側(cè)漏;濕遷移是親水油劑被沖刷洗脫到尿液中,改變了尿液的表面張力,從而擊穿護(hù)翼造成側(cè)漏。對(duì)于如何區(qū)分是油劑引起的側(cè)漏還是粘合不好引起的側(cè)漏,行業(yè)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為,油劑遷移造成的側(cè)漏呈現(xiàn)為片狀的泄漏,而粘合不好的泄漏則呈點(diǎn)狀。
為了避免油劑遷移引起側(cè)漏,首先在選擇油劑時(shí),尤其面層,需選用低遷移的油劑,且嚴(yán)格控制好上油量和上油均勻性。面層上油太多,或有的位置多、有的位置少,浮油易被沖刷下來(lái),造成護(hù)翼?yè)舸?/p>
參考文獻(xiàn):
[1] 馬萍,周瑩,姚國(guó)英,霍剛.化妝品用潤(rùn)膚劑感官評(píng)估初探[J]. 日用化學(xué)品科學(xué),2016,5.