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【德佑·擦亮绿色未来】获奖作品展:双面分效可循环抗菌厨房擦拭材料
2025-09-252




9月4日,第十三届“金三发·德佑”杯全国大学生非织造材料开发与应用双创大赛成果发布会在上海新国际博览中心举行。本届大赛共评出特等奖1项,一等奖3项(含“德佑·擦拭未来之星”1项),二等奖15项(含“德佑·绿色发展奖”5项),三等奖57项。其中,“德佑·擦拭未来之星”奖项从包装设计、材料选择、结构设计、成分功效等方面探索未来的擦拭产品形态与功能;“德佑·绿色发展奖”奖项从材料选择、工艺研究、加工整理、循环再生等方面探索擦拭产品的绿色发展。


接下来,我们将推出【德佑·擦亮绿色未来】栏目,呈现“德佑·擦拭未来之星”“德佑·绿色发展奖”的创新与可持续解决方案。


双面分效可循环抗菌厨房擦拭材料

       
作品设计的目的与意义
01
本作品旨在通过超声复合工艺创新性整合粘胶/ES纤维混合水刺层与PP抗菌熔喷材料,开发一款兼具“一面高效亲水、一面强力吸油”双功能分区的厨房擦拭材料,以解决传统清洁工具难以兼顾水油污渍、依赖化学清洁剂且一次性产品污染严重的行业痛点。其设计意义在于:利用粘胶纤维的高亲水性与ES纤维的结构增强特性形成亲水面,结合疏水亲油的抗菌熔喷材料吸油面,通过水刺工艺优化纤网强度与手感,并以超声波复合技术实现环保无胶固结,赋予产品可反复水洗、持久抗菌的特性,显著降低资源消耗。同时以材料与工艺创新:机械梳理成网-水刺-熔喷-超声复合四工艺融合,推动非织造行业向功能化、绿色化升级,为厨房清洁场景提供高效、可持续的解决方案,契合大赛“开发与应用”主题及“双碳”目标导向。
       
作品所用原料与技术
02
原料
  1. 粘胶纤维:优异的吸湿性与透气性,这是粘胶纤维最突出的优点之一。其吸湿性在所有化学纤维中是最好的,甚至优于棉纤维。在标准大气条件下,回潮率可达13%-15%,柔软光滑、不起静电、良好的亲肤性。
  2. ES纤维:皮芯型双组分纤维结构,优异的热熔粘合特性,赋予膨松性、柔软性及高强度。
  3. 抗菌改性聚丙烯(PP)熔喷材料:通过原位添加耐高温加工有机抗菌助剂制备而成,具有超细纤维结构,优异的疏水吸油性、优异的抗菌特性等,抗菌率可达99%以上,且可反复水洗后抗菌效果不下降,能够重复使用。
工艺路线和方案
图1产品加工工艺流程图
  1. 原料混合与机械梳理:粘胶纤维与ES纤维1:1混合梳理成网,增强纤网强度与弹性;
  2. 水刺加固:高压水射流穿刺纤网,使纤维缠结固结,提升亲水面耐磨性;
  3. 超声波复合技术:将抗菌改性PP熔喷材料与亲水面纤网叠层,通过超声波实现界面固结,确保反复水洗不分层。
本作品以粘胶纤维与ES纤维按比例1:1混合,经机械梳理成网与水刺工艺加固,形成亲水面纤网层——水刺高压水流使纤维缠结固结,克服粘胶湿强低的缺陷,同时保留高吸湿性与柔软触感;另一面采用抗菌改性PP熔喷材料,并通过超声波复合技术将两层环保固结,避免化学粘合剂污染。
产品结构与性能特点
1.双面功能:亲水面:粘胶/ES混合层高效吸附水性污渍,其中ES纤维提供湿态结构稳定性;吸油面:PP熔喷材料凭借疏水亲油性快速锁油,抗菌功能抑制细菌滋生。
图2亲水面接触角测试
图3吸油面吸油性能
图4抗菌性能
2.耐用性:水刺缠结与超声固结协同提升层间结合力,擦拭时不易掉毛掉屑,清洁后表面更干净,大大延长使用寿命;
3.绿色、安全、环保:粘胶纤维、ES纤维以及抗菌改性PP熔喷材料均无毒无刺激,超声波复合技术避免化学胶粘剂残留,更适合接触食物和餐具的环境。
       
作品的应用领域
03
本作品专为厨房清洁场景设计,通过“一面粘胶/ES纤维亲水面高效吸附水渍,一面抗菌PP熔喷材料吸油面锁除油脂”的双面功能分区结构,结合超声波复合技术,实现物理吸附主导的水油分离清洁:亲水面利用粘胶纤维羟基亲水基团形成毛细吸水通道,吸油面依托PP熔喷材料的亲油性捕获油污,同时抗菌层阻断微生物滋生。
主要应用场景覆盖家庭厨房中的灶台油污/餐具水渍双效清洁、冰箱除菌等。
       
作品的创新点
04
本作品的创新点集中体现在:
  1. 利用“水油”双面功能分区结构,即通过亲水层与吸油层的协同设计,实现“一面擦水渍、一面吸油污”的物理分效清洁,突破传统清洁材料功能单一局限。
  2. 采用超声波复合工艺替代化学胶粘剂,实现环保固结,攻克反复水洗分层难题;
  3. 采用耐高温有机抗菌助剂原位添加制备高效抗菌熔喷材料,抗菌率高达99%,且具有优异的耐洗性,有效抑制细菌滋生。
       
作品的成本核算
05
以单片规格:25cm×30cm为例
成本类别
明细
成本(元)
占比
粘胶纤维
4g
(单价:12.6元/千克)
0.05
20%
ES纤维
4g
(单价:8元/千克)
0.03
20%
抗菌改性PP熔喷材料
1.5g
(单价:40元/千克)
0.06
40%
水刺+超声复合
加工费
0.01
20%
合计

0.15
100%
作品解读
本作品与第十三届“金三发·德佑”杯全国大学生非织造材料开发与应用双创大赛“创新与可持续”主题形成深度共振,其核心价值在于通过系统性创新解决可持续性矛盾:一方面,以材料与工艺的协同突破,实现“定向清洁”功能升级。粘胶/ES纤维亲水面与抗菌PP熔喷材料吸油面的分区设计、水刺柔性缠结增强湿强、超声波复合技术呼应大赛对“前沿性设计”和“多学科技术融合”的要求;另一方面,原料端采用可生物降解粘胶与可回收PP基材料、制造端以水刺及超声工艺实现零化学粘合剂无污染、使用端支持10次循环水洗,显著降低一次性产品废弃物,契合“德佑· 绿色发展奖”的工艺导向。同时,作品直击厨房清洁三大社会痛点:功能单一、卫生隐患、资源浪费。其通过成熟原料与工艺保障产业化成本可控性,使技术创新成果转化为可规模化的绿色消费方案,充分彰显大赛推动非织造产业向“动态可持续性”转型的深层愿景。


本届大赛组织单位:
中国产业用纺织品行业协会
中国纺织服装教育学会
苏州大学
天津工业大学
浙江金三发集团有限公司
河南逸祥卫生科技有限公司

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