处理方法对水刺非织造布强力的影响.pdf

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1、第2 9 卷第1 2 期 2 0 0 8 年1 2 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 2 D e c 2 0 0 8 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 1 2 0 0 4 6 - 0 4 处理方法对水刺非织造布强力的影响 钱程 ( 嘉兴学院服装与艺术设计学院，浙江嘉兴3 1 4 0 0 1 ) 摘要采用3 种方法提高水刺非织造布强力。第1 种方法是对水刺布分别做在线和离线浸胶整理实验，测试结 果表明强力均得到显著增加，但后者增强效果更好；第2 种方法是分别加入黏合

2、纤维和粗涤纶纤维，并与纯涤纶纤 维水刺布的强伸特性进行对比分析，结果显示增强效果不显著，但能提高布面光洁度；第3 种方法是对水刺布进行 轧压整理，在较高压力和一定温度条件下，轧压整理不但能改进水刺布的强力，还使其密度和柔软度都得到提高。 根据本文结果可按照产品最终用途合理选择浸胶、加入黏合纤维以及轧压方法来提高水刺非织造布的强力。 关键词水刺非织造布；强力；浸胶整理；粘合纤维；轧压整理 中图分类号：T S1 7 6文献标识码：A I n f l u e n c e so fp r o c e s s i n gm e t h o d so ns p u n l a c e dn o n w o

3、 v e n ss t r e n g t h Q I A NC h e n g ( & h o do fC l o t h i n ga n dA r tD e s i g n i n g ，J i a x i n gC o l l e g e ，J i a x i n g ，Z h e j i a n g3 1 4 0 0 1 ，C h n a ) A b s t r a c tI no r d e rt oi n c r e a s et h es t r e n g t ho fs p u n l a c e dn o n w o v e n s ，t h r e em e t h o

4、 d sw e r ee x p e r i m e n t e d T h e f i r s tw a so n l i n ea n do f f l i n ed i p p i n gm e t h o d s ，i ne i t h e rc a s e ，t h es p u n l a e e dn o n w o v e n ss t r e n g t hc a nb e i n c r e a s e dn o t a b l y ，a n dt h el a t t e rt o o kt h el e a d T h es e c o n do n ew a ga d

5、 d i n gE Sf i b e r sa n dc o a r s ed e n i e rP E T f i b e r ss e p a r a t e l y 。a n dt h e nt h e i rs t r e n g t he l o n g a t i o np r o p e r t i e sw e r ec o m p a r e d 稍t It h o s eo ft h ep u r eP E Tf i b e r s p u n l a e e dn o n w o v e n s T e s t i n gr e s u l t ss h o w e dt

6、 h a tt h es t r e n g t hi n c r e m e n tw a si n d i s t i n e t i v e ，b u tt h es m o o t h n e s s c a l lb ei m p r o v e d T h e nc a l e n d a r i n gm e t h o dW a sa d o p t e d ，u n d e rh i g l lp r e s s u r ea n d1 0 0 t e m p e r a t u r e ，n o t o n l yt h es t r e n g t hc a nb ei

7、n c r e a s e d ，b u ta l s ot h ed e n s i t ya n ds o f t n e s s T h u s ，r e s n l t so ft h ep a p e rp r o v i d ew a y s f o ri n c r e a s i n gs p u n l a c e dn o n w o v e n ss t r e n g t ha n ds u i t a b l em e t h o d sc o u l db es e l e c t e da c c o r d i n gt ot h ee n dU s e K e

8、 yw o r d ss p u n l a e e dn o n w o v e n ；s t r e n g t h ；d i p p i n gf i n i s h i n g ；E Sf i b e r ；c a l e n d a r i n g 水刺非织造布梳理纤网主要有平行、交叉和交 叉+ 平行组合铺网3 种形式j 。平行铺网( 包括杂 乱成网) 具有生产流程短，操作工艺简单的优势，但 纵、横向强力差异范围比较大，纵向强力与横向强力 比为5 1 2 ：1 ，纤维在纤网中大多平行于生产方向 排列，适合于医用卫生和擦拭材料；交叉铺网对平行 铺网的缺陷进行了改进，增加了横向铺网设备，

9、纤维 在纤网中多呈横向排列，纵向强力与横向强力比为 1 ：2 5 ，产品具有强度高，纵横向强力比较接近的特 点，多用于合成革基布的生产；交叉+ 平行组合铺网 则综合了平行和交叉铺网的优点，纤维在纤网中的 排列比较随意，既可以杂乱度高，也可以呈纵向或横 向排列，纤网纵横向强力比值较灵活，纵向强力与横 向强力比可以等于、大于或小于1 ，可根据最终产品 的用途选择，因而适用产品范围非常广泛。 虽然现有设备生产的水刺非织造布已经解决了 纵、横向强力差异大的问题，其应用领域也在不断拓 展，但对强力有特殊要求的产品仍然不能满足需要， 如当用做医疗血压计袖带类充气产品底布时，要经 受多次冲放气冲击，因此对水

10、刺布强力要求较高，正 常生产工艺的产品无法满足要求，必须考虑额外处 理方法以增加底布的强力。本文对增加非织造布强 力的几种方法进行了初步实验和探讨，以期为生产 企业的产品开发提供参考。 收稿日期：2 0 0 8 0 1 0 7 修回日期：2 0 0 8 0 5 0 6 基金项目：嘉兴市科技局基金资助项目( 2 0 0 6 A Y 2 0 1 2 ) 作者简介：t 榷( 1 9 6 5 - - ) ，女，副教授。研究方向为新型非织遣材料的开发及性能。E - m a i l ：i n g 1 6 3 咖。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase fro

11、m www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 2 期钱程：处理方法对水刺非织造布强力的影响 4 7 1 强力产生机制及主要工艺影晌因素 水刺非织造布强力产生的机制：在水刺过程中， 高压高速水针连续不断地对纤网中纤维的上、下层 进行冲击，使纤维之间发生挤压和纠缠而形成缠绕 紧密的局部交缠点，最终使纤维的位置被固定，并形 成一定强力的纤网。2 J 。 如果不考虑设备的因素，影响水刺非织造布强 力的主要工艺因素有射流压力、水刺次数、针板与纤 网距离及生产速度等1 。 射流力越大，纤维缠结效果越好，初始纤网强力 增加越快，但当射流压力增加到一定值时，其对

12、纤网 强力的影响不再显著( 见图1 ) ；水刺级数的增加循 序渐进地使纤维逐渐产生良好缠结，赋予纤网良好 的外观和足够的强力；针板与纤网的距离对水刺布 强力影响也比较明显，距离缩短，纤网强力提高显 著；在其他工艺参数保持不变的条件下，生产速度越 快，纤网接受水刺能量的时间越短，则纤维之间的缠 结效果和产品的强力都将降低。此外，托网和水针孔 排列密度也对强力产生很大影响。如果对上述各工 艺因素调整后，水刺布强力仍然不能满足产品用途要 求时，可以考虑采用后处理的方法进行增强加工。 P 芒 姜P 蚴 幽 霉 * 开H + l 水捌级数 图l 水刺压力梯度曲线 r i g 1S p u n l a c

13、 i n gp r e s s u r eg r a d i e n tc u r v e 2实验部分 2 1 浸胶实验 为使结果具有更好的实际应用价值，实验中水 刺非织造布在国产设备上生产，同时采用批量化的 工艺条件。强力测试均按照F Z T6 0 0 0 5 - - 1 9 9 1 进行。 试样：6 2g m 2 纯涤纶交叉铺网水刺非织造布， 涤纶纤维规格1 5d t e x 3 8I n t o ，聚丙烯酸酯类黏 合剂。 实验方法：对水刺布分别进行2 种浸胶实验。 1 ) 水刺布生产时直接在线浸胶，然后烘干；2 ) 水刺布 经烘干后，再进行浸胶处理，采用二浸二轧的加工方 法。对2 种不同

14、浸胶方式的强伸特性做测试，对其 断裂强力和断裂伸长率进行对比分析。 2 2 黏合纤维实验 试样：双组分黏合( E S ) 纤维1 5d t e x 3 8m l n ，涤 纶纤维1 5d t e x 3 8i n l n ，二者配比为3 0 ：7 0 ，得到 5 8g m 2 交叉铺网水刺布；E S 纤维1 5d t e x 3 8 咖， 粗涤纶纤维2 2d t e x 5 1m n l ，涤纶纤维1 5d t e x 3 8l n n l ，三者配比为3 0 ：1 0 ：6 0 ，得到6 0g ，m 2 交叉铺网 水刺布。 实验方法：对上述3 种试样的强伸特性做测试， 分析其断裂强力和断裂伸

15、长率。 2 3 轧压增强实验 采用三辊轧光机对6 2g ，岔纯涤纶水刺布进行 轧压，轧辊线压力为6 0t ，车速为5m r a i n ，温度为 1 0 0 。对轧光后非织造布的强伸特性进行测试和 分析。 3 结果分析与讨论 3 1 浸胶实验结果与分析 对2 种浸胶处理方法( 在线和离线) 分别进行测 试，结果见表1 。离线浸胶时浸胶量与水刺布纵横 向强力之间的关系见图2 。 裹l 水刺布在线和离线浸胶处理的强力测试结果 T a b 1S t r e n g t h 把m 呜r e s u l t so fo l l l i n ea n d o f f l i n ed i p p i n

16、gr l l g s h i n g 从表1 可以看出，无论是在线还是离线浸胶，强 力都比未处理水刺布高。原因是浸胶后的水刺布 中，在纤维之间缠结和摩擦基础上又增加了黏合作 用，在外力作用下水刺布的破坏不仅要克服纤维之 间的交缠力和临近纤维的摩擦力，还要破坏纤维之 间点和面黏合力的作用，因而导致浸胶处理后水刺 布的断裂强力增加H 1 。 虽然浸胶处理能增加水刺布的强力，但不同浸 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 4 8 纺织学报第2 9 卷 ， 上

17、基 8 Z ￥ - R 黼 上胶t t ( g m ) 图2 离线浸胶的浸胶量与水刺布纵横向强力的关系 F i g 2 R e l a t i o nb e t w e e nd i p p i n gv a l u e sa n d s t m n g t ho fs p u n l a e i n gn o n w o v e n 胶方式使水刺布强力增加的程度也不同：离线浸胶 水刺布强力增加的幅度比较大( 虽然上胶量相对较 小) ，其纵向断裂强力比在线浸胶的纵向断裂强力平 均高出2 4 3 5 ，横向断裂强力则高出2 9 5 l 。由 于在线浸胶是对湿态水刺布进行处理，虽然涤纶纤 维吸水能

18、力差，但纤维之间的孔道内充满了水分，浸 轧后黏合剂大多分布在水刺布外表面，而内部因水 分存在阻碍了黏合剂的进入，仅有少量黏合剂在轧 辊的作用下挤入纤网内部；离线浸胶是对干态水刺 布处理，在轧辊作用下，黏合剂和水分一起首先充满 纤维之间的孔道，然后再均匀分布在水刺布外表面， 由于采用了二浸二轧工艺，黏合剂对纤网的浸渍非 常充分。这种强力差别也能从水刺布纵、横向断裂 伸长率的差异表现出来：在线浸胶水刺布的断裂伸 长率明显大于离线浸胶水刺布的断裂伸长率。因为 黏合剂主要分布于在线浸胶水刺布表面，外力作用 下纤维之间的滑移相对容易，因而表现出较高的断 裂伸长率。2 种处理方法各有优缺点，在线浸胶方 法

19、工艺流程短，但以降低生产速度为代价，离线浸胶 虽然流程长，中间还要多加1 道烘干工序，但生产速 度快，在批量大、供货快的生产情况下更有优势。 另外，由图2 离线浸胶的浸胶量与水刺布纵横向 强力之间的关系可见，随上胶最的增加，水刺布强力 并没有增加，反而呈下降的趋势。这可能是上胶量达 到4 岔时，黏合剂在水刺纤网中已经达到饱和，继 续吸收的黏合剂浮在水刺布的外表面或与其他黏合 剂粒子一起挤压在纤维之间的孔道内，并不能对水刺 布强力的提高做出贡献，只是增加了非织造布的硬 度，因此水刺布对黏合剂的吸收有一定限度，过多的 上胶量只能增加生产成本，不会增加水刺布的强力。 3 2 黏合纤维实验结果与分析

20、加双组分E S 纤维前、后水刺布强力对比测试结 果见表2 。 表2 带有E S 纤维和纯涤纶纤维的水刺布强力对比 T a b 2 S t r e n g t hc o m p a r i s o no fs p l m l a c i n gn o n w o v e n sw i t h E S6 b e ra n dl P E Tf i b e r 水刺布种类 面密度， 断裂强力，N断裂伸长率， ( g m 。) 纵向横向纵向横向 从表2 可以看出，加入3 0 E S 纤维后水刺布的 强力有提高，但增加不明显。从理论角度分析，E S 纤维外层P E 的熔点比较低( 1 3 0 ) ，在烘干

21、过程中 将周围涤纶纤维黏结住，阻碍了拉伸时纤维产生的 滑移，因而使水刺布的强力增加。然而实际测试结 果发现强力增加并不显著。原因可能是加入E s 纤 维后，烘干温度仍然采用加工纯涤纶纤维水刺布的 1 6 0 ，且生产速度也没有降低，因此大部分热量用 于蒸发水分，并没有完全使所有E s 纤维的皮层熔 化，即P E 层熔解不充分，但如果增加烘干温度或降 低生产速度又会导致生产成本上升，再加上E S 纤维 价格高于涤纶纤维，因此这种采用E S 纤维增强的方 法并不实用，不过少量加入E S 纤维可改善水刺布面 效果，一般加入5 一1 0 就可取得较好的布面光 洁度。 此外，本文还尝试采用加入粗涤纶纤维

22、增强，表 中显示横向强力增加显著，增加了1 6 2 8 ，但纵向 强力仅增加了8 6 6 ，原因是经交叉铺网后较多纤 维沿横向排列，且粗纤维加入量较少。由于粗纤维 的价格较低，因此它是一种增加水刺布强力比较好 的方法，但是粗纤维不能加多，否则会使布面效果 变差。 3 3 轧压增强实验结果与分析 轧压和未轧压水刺布强力测试对比结果见 表3 。 表3 水剌布的强力 T a b 3S t r e n g t ho fs p u n l a c i n gn o n w o v e n s 从表3 看出，经过轧压后水刺布的纵向强力增 加1 1 8 6 ，横向强力增加1 4 8 2 ，但增加的幅度 没有

23、浸胶处理的效果好。轧压提高水刺布强力的原 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 2 期钱程：处理方法对水刺非织造布强力的影响 4 9 因是水刺布在高压辊筒的挤压下厚度明显减少，其 对应的密度也得到增加，这样单位面积内纤维的根 数增多，纤维之间的摩擦力增加，因而水刺布的断裂 强力得到提高。 纺织品的轧光整理能使织物有光泽，手感硬挺 及结构紧密。本文在轧压水刺非织造布时发现，轧 压除赋予布面较好的光泽外，与轧压纺织品不同的 是，非织造布手感变得非常柔软

24、，可能是在高压和一 定温度作用下，达到涤纶纤维的玻璃化温度而使大 分子链构象产生变化，纤维弹性模量迅速下降，分子 链段的运动开始“解冻州钉，从而使纤维的柔软性得 到提高。由于没有非织造布专用轧光机，只能借用 织物轧光机或造纸用压光机，织物轧光机的压力比 较大，而造纸用压光机速度快、温度低，因此受条件 的限制没有进行大量实验摸索出合理的工艺条件。 随水刺非织造布应用领域的扩大，对普通水刺加工 产品不能获得的一些特殊性能，如高光洁度、高密度 及超薄型等需求的增加。超级轧压工艺在非织造布 整理中将得到进一步应用。 4 结论 1 ) 在线和离线浸胶2 种方法都能增加水刺非织 造布的强力。离线浸胶非织造

25、布的纵、横向强力增 加的程度较大，且其断裂伸长率要小于在线浸胶水 刺非织造布的断裂伸长率，在生产量大时离线浸胶 整理是一种比较好的方法。离线浸胶加工对水刺非 织造布的上胶量有一个限度，超过极限值，水刺非织 造布的强力反而呈下降的趋势，因此生产时不宜采 用过高的上胶量。 2 ) 在原有生产条件不变的条件下加入E S 纤维 对水刺布强力没有过大的改善，只能取得较好的布 面光洁效果。加入少量粗纤维对非织造布横向强力 有较好的改进，但粗纤维用量不宜过多，否则会降低 布面的整体效果。 3 ) 对水刺非织造布迸行轧压增强整理不但改善 了非织造布的强力，而且使布面光洁度、密度及柔软 度等均得到改进，是提高水

26、刺非织造布附加值的一 种好方法。 参考文献： 1 柯勤飞，靳向煜非织造布学 M 上海：东华大学出 版社，2 0 0 4 ：1 0 0 2 郭秉臣非织造布学 M 北京：中国纺织出版社， 2 0 0 2 ：2 3 2 3 李洪水力缠结技术的研究与应用 D 苏州：苏州大 学，2 0 0 4 4 康卫民，任强，程博文提离水刺非织造布横向断裂强 力的研究 J 非织造布，2 0 0 4 ，1 2 ( 4 ) ：1 3 1 6 5 姚穆，周锦芳，黄淑珍，等纺织材料学 M 2 版北 京：中国纺织出版社1 9 9 6 ：4 3 9 ( 上接第4 1 页) 纹等循环较小的组织。进一步的研究可以尝试采用 绉组织等循

27、环相对较大的组织，以期产生其他织物 表面效果。 5 结论 1 ) 利用均匀随机网图形的结构特点设计纹样， 并通过织造在织物上表现出特殊的纹理效果是可 行的。 2 ) 与传统设计方法相比，均匀随机网图形的织 物纹理极其精致、细腻，数字化特征明显，具有较高 的防伪性。 3 ) 在织物上表现均匀随机网图形的结构特点， 必须充分考虑纹样的循环面积、纹样分色与织物组 织设计等因素对织物纹理效果的影响。 参考文献： 1 张聿基于弱混沌理论的纹织设计方法研究【J 纺织 学报，2 0 0 4 ，2 5 ( 4 ) ：2 2 2 3 2 Z a s l a v s k yGM ，S a g d e e vRz

28、，U s i k o vDA ，e ta 1 W e a k C h a o sa n d O u a s i r e g u l a rP a t t e r n s M C a m b r i d g e ： C a m b r i d g eU n i v e r s i t yP r e s s 1 9 9 1 ：1 0 9 11 3 ( 3 汪秉宏弱混沌与准规则斑图【M 上海：科技教育出 版社，1 9 9 6 ：7 4 7 5 4 段绪胜，刘念华，黄胜锦分形艺术图案在装饰设计中 的应用 J 山东农业大学学报：自然科学版，2 0 0 1 ， 3 2 ( 3 ) ：3 4 9 3 5 2 5 张聿，李栋高纹织设计中的非线性科学可视化方法 初探 J 纺织学报，2 0 0 2 ，2 3 ( 5 ) ：2 7 2 8 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark