水刺非织造布对纤维原料性能的要求
  • 技术应用
  • 2015-10-13 17:57
  • 来源:中国纺织机械网
  • 作者:[db:作者]
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  •   标要求,指出纤居原料的品质影响着水刺非织造布的产品性能。

      水刺非织造布是非织造布领域的后起之秀,是*具有发展前途的非织造布生产工艺之一,由60年代美国DuPont和Chicopee公司开发成功,并开始投入批量化生产。近十几年来,世界水刺非织造布加工技术获得了突破性的发展,年产量由1990年的7万t骤到本世纪末的23万t.我国是水刺非织造技术相对落后的国家,1996年引进**条水刺生产线,目前共有18条水刺生产线,年产量达到了2.5万t.由于水刺非织造布具有强度高、高吸湿和透气、不易起毛、手感柔软、悬垂性好及无化学添加剂、有传统纺织品的外观等优点,产品可广泛应用于医疗卫生领域产品市场前景广阔。水刺非织造布与其他传统的非织造布相比有其自身特点和发展潜力,其发展越来越受到世人瞩目。

      己知水刺非织造布与所有的纺织品都可以看作是一种纤维集合体,通常把纱线看成是一维的纤维集合体把织物看成是二维的纤维集合体,但是从集合体的角度来看,它们都应该是三维的,一维、二维只是指集合体的宏观形态。广义上讲,传统纺织品可以看作是纤维的三维纤维集合体水刺非织造布可以看作是纤维的二维纤维集合体纤维对产品的形成过程及产品质量特性有着重要的影响。

      1水刺工艺原理水刺非织造布与其他干法非织造布生产工艺过程相类似,需对纤维进行喂料、开松、精密开松的处理,纤维经梳理机械成网后,通过高压水柱的高压水流(水针)对纤网进行喷射,在水针直射或托网反射产生的水力作用下使纤网中的纤维产生相对运动而重新排列和相互缠结,从而使纤网得以加固而具备一定强力后,再经烘燥卷取而获得。

      生产工艺流程如下:喂料一开松一精密开松一梳理成网一水刺加固一烘干一卷取水刺非织造布的主要原料为聚酯、聚丙烯、粘胶、脱脂棉纤维以及其他功能性纤维。

      2几种常用纤维性能及其适用产品就水刺非织造布的工艺原理而言,水刺非织造布生产可应用的纤维原料范围比较广泛,可根据产品不同性能要求采用不同的纤维原料进行生产,但在实际生产应用过程中,考虑到生产工艺、产品用途、生产成本等因素,不是每种纤维原料都适合水刺加固,为了获得满意的水刺非织造布,不同的纤维原料适用的产品领域也有所不同,如表2.1聚酯纤维聚酯纤维是水刺主要生产原料,97%以上的水刺产品都采用了聚酯纤维,采用聚酯纤维混纺的目的主要在于提高产品强力和结构的稳定性或强产品的厚实手感(如采用三维卷曲中空聚酯纤维混纺)。除了特殊产品外,在实际生产过程中较少生产纯涤纶水刺产品,主要原因一是受产品使用性能的限制;二是聚酯纤维易产生静电,梳理成网效果相对较差,水刺不易缠结,低定量产品布面效果较差。

      表1常用纤维性能及其可应用产品纤维类型纤维特性常用产品聚酷强度高,回复性好,热定型性好,弹性好,电绝缘性能好膏药底布、合成革基布、衬布、绝缘材料、家具覆盖布、装饰布、贴墙布粘胶可使皮肤舒适,生理安全,可分角解医用纱布、敷料、膏药底布、手术材料、手术台布、屏障(一般与聚酷混纺)易后整理,悬垂性好,不起球布、病人床上用品、窗帘、帷幕;湿面巾、洁肤巾、美容巾、婴儿尿布、婴儿脐带布、揩布、家用擦布、装饰用布、农业用布、增产地膜、一次性服装;卫生巾、卫生护垫、失禁垫等产品的包覆材料聚丙烯耐磨性好,弹性好,无毒,无味,对湿面巾、婴儿洁肤巾、美容巾、工业擦布、卫生材料的包(一般与粘胶混纺)人体皮肤无刺激、无过敏,蓬松,手感好,价廉覆材料等脱脂棉吸水性好,亲和皮肤,柔软,保水,手感好,耐热性好,稳定性好,可自然呼吸纱布、医用敷料、绷带、湿面巾、洁肤巾、化装棉、食品过滤材料2.2粘胶纤维纤维为疏水性纤维,在水刺过程中纤维缠结困难,垫卫生巾和婴儿尿布的包覆材料。由于聚丙池拉力腧于于水刺造布集首先是克服纤维间。netbookmark4粘胶纤维是水刺生产应用量*大的生产原料,与聚酯纤维混纺几乎在水刺的各种产品中都能得到应用,水刺工艺广泛采用粘胶纤维是因其具有良好的吸水性、悬垂性、不起球、易清洁和可自然降解性,而且湿态下可塑性强,很适合水刺工艺加工,水刺缠结效果好。生产中一般加入20%~40%的聚酯纤维,以克服粘胶纤维湿态强力较低的缺点,在水刺医疗卫生领域国内外己盛行采用70%粘胶和30%聚酯混纺。

      2.3聚丙烯纤维在水刺工艺发展起来之前,人们普遍采用聚丙烯纤维和粘胶纤维混纺热轧非织造布来作卫生清洁材料。由于聚丙烯纤维成本低、对人体皮肤无刺激、无过敏,而且产品蓬松、手感好,日本、美国等非织造布生产厂家常采用70%~90%聚丙烯纤维和10%~ 30%粘胶纤维混纺制作婴儿擦布、洁肤巾、湿面巾。纯聚丙烯纤维水刺非织造布常常与其他吸收性非织造布材料复合,聚丙烯纤维层作为与人体肌肤接触层,用作卫生护垫、失禁因此往往都是采用经过亲水处理的纤维生产纯聚丙烯纤维水刺产品。

      2.4棉纤维棉纤维在水刺领域应用得不多,其根本原因在于价格比较高,而且水刺工艺对原料质量要求较高。但棉纤维具有的诸多优点将会被人们所认识,随着前处理工艺的改进,棉纤维将会在水刺领域得到普遍的应用,纯棉产品目前还比较少,但棉纤维与其他纤维混纺产品(如棉与粘胶、棉与超吸收纤维等)己开始在医疗卫生和擦拭布领域得到应用。

      3产品性能及工艺对纤维性能的要求3.1纤维的强度水刺非织造布是单根纤维集合而成的网状结构,由拉伸断裂特征可知,其断裂强力由纤维间的摩擦阻力和纤维本身的断裂强力组合而成,外界的摩擦力,即破坏纤维水刺后形成的相互缠结结构,而后才是纤维受拉伸及纤维的破损,纤维的断裂强力体现在拉伸断裂的*后阶段。一般认为,在其他工艺条件相同的情况下,纤维的断裂强度越高,产品的强度也越好。但提高纤维强度不是提高产品强度的主要手段,因为纤维强度与纤维长度、卷曲数等指标存在矛盾,即纤维长度越长或纤维卷曲数越高,纤维强力越低(见、)而水刺非织造布产品强力还与纤维长度、卷曲数、纤维缠结效果和产品组织结构有密切的关系,因此,在利用纤维原料提高产品强力时,应综合考虑纤维的其他性能指标和水刺生产工艺优良配置。水刺用棉型短纤维的强力及伸长情况见表2.纤居卷曲数与纤居强度的关系表2水刺常用纤维强力及伸长指标纤维强度伸长率湿强湿伸长率聚酷普通粘胶2聚丙烯3.2纤维伸长大多数的试验表明,纤维伸长越大,产品柔软性越好,手感越舒适,薄型产品表现得尤其突出,而且对于薄型产品强力还能有所提高。因为纤维伸长大,纤维的卷曲数相应也高,产品中纤维相互缠结效果越好,纤维之间的相互摩擦力大,产品在受外力拉伸过程中,由于纤维因受外力伸直的摩擦力抵消了部分外界机械拉力,因此产品的拉伸断裂强力有所提高。

      3.3纤维的长度长度越长的纤维在水刺过程中,缠结的效果越好,因为纤维与纤维之间相互缠结的点数加,纤维相互间的摩擦性能得到加强,虽然纤维强度因长度的加略有损失,但是由于纤维间的抱合力加和缠结效果强,产品的物理机械性能也能得到提高。但纤维长度受开松、梳理、成网等工艺条件的限制,不能过长,根据目前水刺生产设备的工艺条件,适合水刺生产的纤维长度为30 3.4纤维的纤度纤度越小,纤维的梳理效果越好,成网越均匀,梳理强度明显降低,从而能减少梳理过程中的断纤和纤维损伤,成网后纤维由此能保持良好的拉伸性能,产品具有良好的弹性,手感柔软、舒适。

      纤维越细,水刺缠结效果就越好,在纤网中由于纤维纤度降低,单位面积内纤维根数加,纤维之间的接触点或接触面积明显加,即加了纤维之间的缠结效果和纤维相对滑移的阻力,产品强度提高。在生产过程中,水刺非织造布常用的纤维纤度为0* 3.5纤维卷曲数卷曲数越高纤维的强力越低(如)但纤维卷曲数的多少直接影响着纤维在开松、梳理及成网过程中针齿对纤维的握持能力,影响水刺过程中纤维的相互缠结效果。卷曲数低,虽然纤维强力高,但由于初始模量大,纤维表面平直,纤维之间抱合力差,梳理成网困难,纤网均匀度较差,水刺缠结效果差,产品物理机械性能差,手感差,弹性差,因此为保证水刺产品的生产和性能,在应用过程中一般要求纤维卷曲数为11个/25cm~ 3.6纺丝油剂的含量纤维含油率指标直接影响纤维的可纺性,油剂不同,其含量明显不同,生产环境温湿度条件的差异,对纤维纺丝油剂的含量要求也不同。纤维油剂含量越高,纤维间的摩擦力越大。在一定范围内,纤维间的抱合力会随油剂含量的加而加,纤维强力随之变小(见、)。在开松梳理过程中,若油剂含量高,纤维强力低,初始模量小,但纤维容易抱结成块或粘连工艺辊而夹持在针布针齿之间不易梳理,导致梳理不匀,纤维成网困难,还有可能导致纤维不易转移出去而使梳理机噎棉;在水刺过程中,高压微细水流容易将高油剂含量纤维中多余的油剂冲入循环水中,导致细菌的滋生与繁殖;纤维油剂含量太低,纤维的可纺性较差,梳理针面针齿不易握持纤维,纤维很容易在工艺辊高速运转产生的气流或静电作用下飘离梳理工作辊,导致梳棉过程中的飞花,成网效果差,布面不匀。油剂含量过高还会导致产品的表面活性物质指标超标。

      3.7含硫量粘胶纤维和棉在制造或漂白过程中使用了含硫物质,因此存在残硫量的问题。对于一些特殊要求的水刺非织造布或医用材料,含硫量是一个非常重要的考核指标,在欧美有关标准中规定含硫量不能超过8mg/ 1g-到目前为止,在我国尚没有明确的规定,但我国水刺非织造布领域的有关专家经过试验后,认为纤维的含硫量*好不3.8纤维的杂质情况考虑到开松、梳理过程中对工艺部件针布针齿的维护,特别是考虑到水流的净化、循环要求,在水刺生产过程中不允许纤维原料有明显的杂质,如僵丝、并丝、硬块或胶质等。若存在僵丝、并丝、硬块容易导致针布的损坏或纤维成网质量较差;若硬块、胶质流入水刺净化、循环系统,则导致水针孔的堵塞,水刺不均匀,布面有明显的水痕或纤网稀密纹路,既影响产品的外观质量,又影响水刺循环系统的过滤效果。

      对于天然纤维,如棉、蚕丝等纤维,除了要求不含任何杂质外,还要求纤维中超短纤维、蜡质、月旨肪、粘胶质、蛋白质的含量尽可能少,因为在高压水刺过程中,上述物质容易流入水循环系统,影响水的洁净,导致水针不能正常工作,而且使循环水容易滋生细菌,产生细菌源,影响产品质量。棉纤维含有较多的杂质(如籽壳、棉杆、棉叶等)及尘粒,需要经过非常良好的前处理才能供水刺非织造布的生产,而对于有些产品,棉纤维只有经过碱煮练或漂白,才能达到所需洁净度及卫生要求,纤维还需通过丝光处理,使棉纤维产生一定的光泽改善产品外观。蚕丝纤维要求丝胶含量尽可能少,因为丝胶流入水循环系统后是极好的细菌产生源。

      水刺非织造布是我国近几年迅速发展起来的新型非织造布生产工艺技术产品不仅可广泛应用于医疗卫生领域,而且可广泛应用于合成革及月艮装领域。水刺非织造布的高速发展得益于化纤策措施。

      二要逐步推进,有一个完善和提升的过程,西欧国家是发达的市场经济国家,其经济基础为私有制。我们以市场取向为目标的经济体制改革,国有资本要从竞争性行业逐步推出,有一个渐进发展的过程。国家实行“抓大放小”的基本方针,是实现产权结构多元化,找到有利于中小企业发展的公有制实现形式。三年来,我国国有企业脱困的目标基本实现,在此基础上要规划和深化国企改革,坚持优胜劣汰,有进有退的调整。我们要把中小企业的深化改革放到经济结构战略性调整的大局中考虑,逐步加以推进,有一个真正放开搞活的提升过程。

      三要加强行业规范来支撑中小企业的放开搞活。西欧国家的市场繁荣,企业有活力,除了自身的体制因素外,还离不开行业规范的力量。考察所到之处,商店经营没有假冒伪劣商品,忙而不乱,竞争有序。这种情况与我国假冒伪劣商品屡禁不止,大削价等低层次竞争等形成鲜明的对比。当然,我们要健全社会主义法制来发展市场经济,但单靠法制建设是不够的,还需要行业规范的约束。多少年来,因政府机构改革不到位,行业协会的作用难以发挥。现中央己撤销九个委管局,将充分发挥行业协会作为政府与企业沟通的桥梁和纽带作用。随着小政府的建立,大量社会性工作都要过渡到商会等行业协会来。因此,加强行业规范更成为商会等行业协会责无旁贷的任务。非织造布技术协会是以技术为纽带的科、工、贸结合的社会团体与专业性的协会有所不同。但在非织造布技术的开发、生产和营销领域倡导并推进规范管理始终是协会的努力方向。

      (上海友谊集团荣锡祺)(上接第21页)行业的发展,应当及时了解水刺非织造布对纤维原料的性能要求,及时准确地开发适合水刺非织造生产工艺的纤维原料,推动新型化纤在相关行业中的应用,有效地推动我国水刺非织造布工业的发展。

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