水刺工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响.pdf

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1、第3 l 卷第2 期 2 0 1 0 年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 3 1 。N o 2 F e b ，2 0 1 0 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 1 0J 0 2 0 0 2 4 0 4 水刺工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响 朱远胜 ( 浙江纺织服装职业技术学院宁波市先进纺织技术与服装C A D 重点实验室，浙江宁波3 1 5 2 1 1 ) 摘要为了解水刺加工过程中加工工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响，实验采用3 种不同线密度的竹浆纤维， 在水压、水刺头数量、水刺距离、生产速度

2、等工艺改变的情况下，通过测定竹浆纤维产品的原纤化指数，研究加工工 艺和竹浆纤维原纤化的关系。实验结果表明：随着纤维线密度的增加，纤维的原纤化程度增加；在线密度相同的条 件下，随着水刺压力的增加，纤维原纤化呈上升趋势；随着水刺距离和生产速度的增加，产品的原纤化呈下降趋势； 水刺头的数量对竹浆纤维的原纤化影响不是很明显。 关键词竹浆纤维；原纤化；水刺工艺；水压；水刺头数量；水刺距离；生产速度 中图分类号：T S1 7 4文献标志码：A E f f e c to fs p u n l a c ep r o c e s so nf i b r i l l a t i o no fb a m b o o

3、p u l pf i b e r Z H UY u a n s h e n g ( N i n g b oK e yL a b o r a t o r yo fA d v a n c e dT e x t i l eT e c h n o l o g y G a r m e n tC A D ， Z h e j i a n gT e x t i l e & F a s h i o nC o l l e g e ，N i n g b o ，Z h e j i a n g 3 1 5 2 11 ，C h i n a ) A b s t r a c tT h F e ek i n d so fb a

4、 m b o op u l pf i b e r sw i t hd i f f e r e n tl i n e a rd e n s i t i e sw e r es e l e c t e dt ou n d e r s t a n d t h er e l a t i o nb e t w e e nf i b r i l l a t i o n o fb a m b o op u l pf i b e ra n ds p u n l a c ep r o c e s s ，f i b r i l l a t i o ni n d e xw a s m e a s u r e du

5、n d e rd i f f e r e n tw a t e rp r e s s u r e ，n u m b e ro fs p u n l a c eh e a d ，s p u n l a c ed i s t a n c ea n dp r o d u c t i o n s p e e d R e s u l t si n d i c a t e dt h a tf i b r i l l a t i n go fb a m b o op u l pf i b e ri n c r e a s e dw i t hi n c r e a s i n gl i n e a rd e

6、 n s i t y U n d e rt h es a m el i n e a rd e n s i t yif i b r i l l a t i n go ft h ef i b e rs h o w e du p w a r dt r e n dw i t hi n c r e a s i n gw a t e rp r e s s u r e b u ts h o w e dd o w n w a r dt r e n dw i t hi n c r e a s i n gs p u n l a c ed i s t a n c ea n dp r o d u c t i o ns

7、 p e e d T h en u m b e ro f s p u n l a c eh e a dh a dn oo b v i o u se f f e c t so nf i b r i l l a t i o no fb a m b o op u l pf i b e r K e yw o r d s b a m b o op u l pf i b e r ；f i b r i l l a t i o n ；s p u n l a c ep r o c e s s ；w a t e rp r e s s u r e ；n u m b e ro fs p u n l a c e h e

8、 a d ；s p u n l a c ed i s t a n c e ；p r o d u c t i o ns p e e d 作为一种新型环保纤维，竹纤维可分为竹浆纤 维和竹原纤维。竹浆纤维是以竹子为原料加工成满 足纤维素纤维生产要求的竹浆粕，经过类似粘胶生 产工艺制成。竹原纤维是通过物理、化学的方法对 竹子进行脱胶工艺的处理。无论是竹浆纤维还是竹 原纤维，其产品都具有手感柔软、凉爽舒适、抗菌抑 菌、环保等特点。2 。目前非织造布使用的竹纤维 主要是竹浆纤维，采用水刺工艺生产，产品大部分应 用在医疗、卫生、家居等领域。水刺非织造布的竹浆 纤维属于粘胶型纤维。 ，虽然没有l y o c

9、e l l 纤维的 结晶度和取向度高，但由于其多孔洞，遇水易膨胀， 易形成竹纤维的原纤化m7 1 ，增加了水刺非织造布 手感柔软性和产品的丰满度，提高了产品的吸水性。 因此研究水刺工艺对竹浆纤维原纤化程度的影响十 分重要。本文对纤维线密度和水压、水刺头数量、水 刺距离、生产速度等水刺工艺进行实验研究。 1 实验部分 1 1 材料与仪器 选用3 种规格的竹浆纤维，其规格见表1 。带 有刻度的显微镜，水刺生产设备等。 收稿日期：2 0 0 9 0 1 0 3修回日期：2 0 0 9 1 0 1 6 基金项目：宁波市先进纺织技术与服装C A D 重点实验室开放基金项目( 2 0 0 9 Z D S

10、Y S 1 3 - 0 0 2 ) 作者简介：朱远胜( 1 9 7 3 一) 。男，副教授，硕士。主要从事纺织服装材料的开发与设计。E - m a i l ：n b z h u y u a n s h e n g 1 6 3 c o r n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第2 期朱远胜：水刺工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响 2 5 表1 竹浆纤维规格 T a b 1 S p e c i f i c a t i o no fb a m b o o

11、f i b e r 1 2 实验方法 1 2 1 原纤化的评定 测定规定长度纤维的原纤数量，以此确定纤维 的原纤化程度，在显微镜下数出0 2 7 6m m 长纤维上 原纤的数量。每份样品中至少取1 0 根纤维进行检 验，将取出的样品置于有标尺刻度的显微镜下观察， 并计算其平均值旧o 。 1 2 2 水剌工艺 实验采用平网水刺工艺。水刺加工流程为原料 - 开松混合纤维- + 梳理一交叉铺网一牵伸一预湿叶 水刺加固，其中水刺加固工艺如图1 所示。 预湿水剃头过桥装置 图1 水刺加固工艺 F i g 1S p u n l a c e dp r o c e s s 1 2 3 工艺控制 通过控制原料线

12、密度、水压、水刺头数量、水刺 距离和生产速度等因素，对水刺竹浆纤维产品的原 纤化程度进行测定评级。 2 结果与分析 水刺法非织造布的生产是利用高压产生的多股 微细水射流喷射纤网，使纤维缠结形成具有一定强 力和外观的水刺非织造布。有文献报道，除了原料 本身的长度、线密度等物理性能对水刺产品性能有 较大的影响外，水刺头压力、水刺头数量、水刺距离、 生产速度等因素也都会对竹浆纤维的原纤化程度产 生影响一。10 | 。 2 1 水刺头压力的影响 在加工过程中，水刺头数量配置7 个，每个水刺 头的压力如表2 所示，水刺头压力与纤维原纤化指 数的关系如图2 所示。 表2 水刺头压力配置 T a b 2W

13、a t e rp r e s s u r ed i s t r i b u t i o no fs p u n l a c eh e a d M P a 水压 低 中 高 左1左2中1中2中3 右1右2 图2 水刺头压力与纤维原纤化指数的关系 F i g 2R e l a t i o n s h i pb e t w e e nw a t e rp r e s s u r ea n d f i b r i l l a t i o ni n d e x 由图2 可以看出，一定范围内，随着水刺头压力 的增大，水针的能量越大，纤维的缠结效果也越好， 但同时竹浆纤维受到的冲击力也越大，导致竹浆纤 维的

14、原纤化指数增加，布面起毛，手感柔软，丰满度 增加。在其他条件不变的情况下，随着纤维线密度 的增加，每根纤维受到水的冲击能量有增加的可能 性，而使纤维原纤化指数呈上升趋势。 2 2 水刺头数量的影响 水刺头是水刺非织造工艺中产生高速水射流的 关键部件，其数量的多少对纤维的原纤化有一定的 影响。在实验过程中，通过配置7 、9 、1 1 个水刺头， 其水压配置如表3 所示。 表3 不同水刺头数量下的水压配置 T a b 3W a t e rp r e s s u r ed i s t r i b u t i o nu n d e rd i f f e r e n t n u m b e ro fs

15、p u n l a c eh e a d M P a 水蒯 头致 7 9 1 1 左 一 2 8 8 g 中右 3l234l234 08l Ol O09900 881 0l OO9990 88l O1 01 09999 分别测定1 、2 、3 原料的水刺非织造布中竹浆 纤维的原纤化指数，其具体影响见图3 。可以看出， 随着水刺头的增加，纤维原纤化指数呈现一定的上 升趋势，但效果没有水压影响的效果明显，同时与纤 维的粗细关系也不是很大。竹浆纤维要形成原纤化 8 9 8 9 n 9 m 屹 9 m 挖 6 8 m 6 8 m 2 3 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEM

16、O : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 6 纺织学报第3 1 卷 图3水刺头数量与纤维原纤化指数的关系 F i g 3R e l a t i o n s h i pb e t w e e nn u m b e ro fs p u n l a c e h e a da n df i b r i l l a t i o ni n d e xo fb a m b o of i b e r 与水刺压力、水刺头数量等综合因素有关，只有集聚 到一定的能量才发生原纤化。 2 3 水刺距离的影响 中压情况下改变水刺距离，测定水

17、针板与纤网 间的距离对产品原纤化的影响，结果见图4 。 图4 水刺距离与纤维原纤化指数的关系 F i g 4R e l a t i o n s h i pb e t w e e ns p u n l a c ed i s t a n c ea n d f i b r i l l a t i o ni n d e xo fb a m b o of i b e r 由图4 可以明显看出，随着水刺距离的增加，竹 浆纤维的原纤化指数呈下降趋势。这是因为水射流 从喷水孔中喷出后，由于紊流射流的横向脉动和空 气对流束的摩擦阻力，集束的射流逐步分散，能量下 降。所以当水针板到纤网的距离大时，水束较为分 散，

18、水束面积大，对纤网的穿刺力较小。而当水针板 到纤网的距离小时，水束就比较集中，且在空气中能 量损失小，使生产的产品网眼非常明显，但水刺对纤 网表面的冲击力也大，未经穿刺就被反弹回来，使水 刺能量的损失较大。 2 4 生产速度的影响 生产速度接近于输网速度，其对竹浆纤维的原 纤化影响见图5 。 在纤维线密度和其他工艺参数不变的情况下， 摄 靶 薯 虫 隧 图5 生产速度与纤维原纤化指数的关系 F i g 5R e l a t i o n s h i pb e t w e e np r o d u c t i o ns p e e da n d f i b r i l l a t i o ni n

19、 d e xo fb a m b o of i b e r 生产速度越高，则输网速度也越高，纤维受到水刺的 时间也越短，接受水刺的能量也越小，纤维的原纤化 程度也越低。 3结论 1 ) 随着纤维线密度的增加，纤维原纤化程度增 加，但非织造织物的表面丰满度没有明显增加。 2 ) 在线密度相同的条件下，改变水刺工艺，竹浆纤 维的原纤化程度不同，即随着水刺压力的增加，纤维原 纤化呈上升趋势，而随着水刺距离和生产速度的增加， 水刺竹浆纤维产品的原纤化呈下降趋势，而水刺头的 多少对竹浆纤维的影响不是很明显。辫鼢瀵 参考文献： 1 柏俊岩，柏俊峰，秦喜庆竹纤维的纺织性能及其应 用前景 J 河南纺织专科学校

20、学报，2 0 0 7 ( 3 ) ： 4 6 B A IJ u n y a n ，B A IJ u n f e n g ，Q I N X i q i n g S p i n n i n g p e r f o r m a n c ea n da p p l i c a t i o no fb a m b o of i b r e J J o u r n a lo fH e n a nT e x t i l eC o l l e g e ，2 0 0 7 ( 3 ) ：4 6 2 孙艳霞，张巍然竹纤维产品开发探讨 J 上海毛 麻科技，2 0 0 3 ( 3 ) ：3 3 4 2 S U NY a

21、 n x i a ，Z H A N GW e i r a n S t u d y o np r o d u c t d e v e l o p m e n to fb a m b o of i b e r J S h a n g h a iW o o l & J u t e J o u r n a l ，2 0 0 3 ( 3 ) ：3 3 4 2 3 韩旭，严莹竹浆纤维水刺非织造材料工艺及性能研 究 J 产业用纺织品，2 0 0 6 ( 1 0 ) ：1 4 1 7 H A NX u ，Y A NY i n g As t u d yo nt h ep e r f o r m a n c ea

22、 n d p r o c e s so fs p u n l a c e dn o n w o v e n sf r o mb a m b o of i b e r s J T e c h n i c a lT e x t i l e s ，2 0 0 6 ( 1 0 ) ：1 4 1 7 4 王远富浅谈水刺法非织造布的水刺技术及水刺产 品 J 山东纺织科技，2 0 0 7 ( 4 ) ：4 3 4 5 W A N GY u a n f u E l e m e n t a r yr e s e a r c ho ns p u n l a c e d ( 下转第3 2 页) 万方数据 PDF W

23、atermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 3 2 纺织学报第3 1 卷 3 4 5 6 7 t e c h n o l o g y J C h i n aT e x t i l eL e a d e r ，2 0 0 2 ( 6 ) ： 6 2 一“ M O M I RN ，Z O R A NS ，F R A N CL ，e ta 1 C o m p a c t s p i n n i n gf o ri m p r o v e dq u a l i t yo fr i n g

24、 - s p u ny a r n s J F i b e r s & T e x t i l e si nE a s t e r nE u r o p e ，2 0 0 3 ，11 ( 4 ) ： 3 0 一3 5 T A D E U S ZJ ，D A N U T AC ，J E R Z YC C o m p a c tc o t t o n y a r n J F i b e r s T e x t i l e si nE a s t e r nE u r o p e ，2 0 0 4 ， 1 2 ( 4 8 ) ：2 2 2 6 S U N A YO ，S U K R I Y EU A

25、 ni n v e s t i g a t i o na b o u tt e n s i l e s t r e n g t h ，p i l l i n ga n da b r a s i o np r o p e r t i e so fw o v e nf a b r i c s m a d ef r o mc o n v e n t i o n a la n d c o m p a c tr i n g s p u n y a r n s J F i b e r s T e x t i l e si nE a s t e r nE u r o p e ，2 0 0 7 ， 1 5 (

26、 6 0 ) ：3 9 4 2 周水平，汪军，杨建平集聚纺集聚区须条变截面部 分的力学分析 J 东华大学学报：自然科学版， 2 0 0 5 ，3 1 ( 2 ) ：2 0 2 4 Z H O U S h u i p i n g ， W A N GJ u n ，Y A N G J i a n p i n g M e c h a n i c a la n a l y s i so fc h a n g i n gs e c t i o nf i b e rb a n di n c o m p a c t f i e l do fc o m p a c ts p i n n i n g J J o

27、u r n a lo f D o n g h u aU n i v e r s i t y ：N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n ，2 0 0 5 ， 3 1 ( 2 ) ：2 0 2 4 周水平，汪军，杨建平集聚纺集聚区须条等截面部 分的力学分析 J 东华大学学报：自然科学版， 2 0 0 5 ，3 1 ( 3 ) ：1 0 1 4 8 9 1 0 Z H O U S h u i p i n g ， W A N G J u n ， Y A N G J i a n p i n g M e c h a n i c a la n a l y s i so

28、 fc h a n g l e s ss e c t i o nf i b e rb a n di n c o m p a c tf i e l do fc o m p a c ts p i n n i n g J J o u r n a lo f D o n g h u aU n i v e r s i t y ：N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n ，2 0 0 5 ， 3 l ( 3 ) ：1 0 1 4 邹专勇，汪燕，俞建勇，等网格圈集聚纺纱系统三维 流场表征与分析 J 纺织学报，2 0 0 9 ，3 0 ( 6 ) ： 2 4 2 8 Z O

29、 UZ h u a n y o n g ，W A N GY a n ，Y UJ i a n y o n g ，e ta 1 C h a r a c t e r i z a t i o na n da n a l y s i so ft h r e e d i m e n s i o n a lf l o w f i l e d i nc o m p a c ts p i n n i n gw i t hl a t t i c ea p r o n J J o u r n a l o fT e x t i l eR e s e a r c h ，2 0 0 9 ，3 0 ( 6 ) ：2 4 2

30、 8 高小亮，谢春萍，苏旭中负压对紧密纺成纱质量的 影响 J 国际纺织导报，2 0 0 7 ( 6 ) ：4 8 5 2 G A OX i a o l i a n g ，X I E C h u n p i n g ，S U X u z h o n g T h e e f f e c to fn e g a t i v e p r e s s u r eo nt h eq u a l i t yo fc o m p a c t s p u ny a r n s J M e l l i a n d C h i n a ，2 0 0 7 ( 6 ) ：4 8 5 2 汪燕，邹专勇，华志宏，等网格圈型

31、集聚纺集聚区纤 维运动轨迹模拟与分析 J 纺织学报，2 0 0 9 ， 3 0 ( 1 0 ) ：4 8 5 2 W A N GY a n ，Z O UZ h u a n y o n g ，H U AZ h i h o n g ，e ta 1 S i m u l a t i o na n d a n a l y s i s o n t r a j e c t o r y o ff i b e ri n c o n d e n s i n g z o n eo f c o m p a c ts p i n n i n g w i t hl a t t i c e a p r o n J J o

32、u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h ，2 0 0 9 ，3 0 ( 1 0 ) ： 4 8 5 2 H _ 。_ 。一- 。- - _ - - o _ _ N I 。n _ 。- _ - I m 4 b - 一_ 。一f 。_ 。_ 。_ 。_ ”_ _ - - H - 1 H 一”_ _ _ _ l - l - _ - - l 。- _ - - - H _ - I _ H ”_ - ( 上接第2 6 页) t e c h n i q u ea n dn o n w o v e nf a b r i c s J S h a n d o n gT e

33、 x t i l e S c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 7 ( 4 ) ：4 3 4 5 5 张建春，朱华，施楣梧，等T e n c e l 纤维原纤化产生机 理的探讨 J 上海纺织科技，2 0 0 3 ，3 1 ( 1 ) ：1 4 1 5 Z H A N G J i a n c h u n ，Z H UH u a ，S H IM e i w u ，e ta 1 S t u d y o nt h em e c h a n i s mo fg e n e r a t i n gf i b r i l l a t i o nw i t ht e n

34、 c e l f i b e r J S h a n g h a iT e x t i l eS c i e n c e T e c h n o l o g y ， 2 0 0 3 ，3 l ( I ) ：1 4 1 5 6 万雅波，王善元溶剂法纤维素纤维的原纤化性 能 J 纺织学报，1 9 9 9 ，2 0 ( 5 ) ：2 7 9 2 8 1 W A NY a b o ，W A N GS h a n y u a n F i b r i l l a t i o np r o p e r t i e so f s o l v e n t ，s p u n c e l l u l o s ef

35、i b e r J J o u r n a lo fT e x t i l e R e s e a r c h ，1 9 9 9 ，2 0 ( 5 ) ：2 7 9 2 8 1 7 田家伟纤维素纤维原纤化能力的评述 J 人造纤 维，2 0 0 6 ，3 6 ( 2 ) ：4 2 一“ T I A NJ i a w e i Ar e v i e wo ff i b r i l l a t i o na b i l i t yo fc e l l u l o s e 8 9 1 0 f i b e r J A r t i f i c i a lF i b r e ，2 0 0 6 ，3 6 ( 2

36、 ) ：4 2 4 4 杨旭红L y o c e l l 纤维原纤化程度的评价【J 丝绸， 2 0 0 0 ( 8 ) ：4 1 4 3 Y A N GX u h o n g A s s e s s m e n to ff i b r i l l a t i o no f L y o c e l l f i b r e s J S i l kM o n t h l y ，2 0 0 0 ( 8 ) ：4 1 4 3 赵承英，刘奉济水刺非织造布技术能量转换的研 究 J 非织造布，2 0 0 3 ，1 1 ( 4 ) ：1 2 1 5 Z H A OC h e n g y i n g ，L I U

37、F e n g j i R e s e a r c ha b o u tt h e c o n v e r s i o no f t e c h n o l o g y e n e r g y o f s p u n l a c e d n o n w o v e n s J N o n w o v e n s ，2 0 0 3 ，1 1 ( 4 ) ：1 2 1 5 李永光，崔玉梅水刺法非织造布的水刺固结工艺探 讨 J 非织造布，2 0 0 7 ，1 5 ( 6 ) ：2 0 2 4 L IY o n g g u a n g ，C U IY u m e i E x p l o r a t i o no fs p u n l a c e d c o n s o l i d a t i o np r o c e s sf o rs p u n l a c e dn o n w o v e n s J N o n w o v e n s ，2 0 0 7 ，1 5 ( 6 ) ：2 0 2 4 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark