木漿水刺非織造布的性能研究

木漿水刺非織造布的性能研究

近年來，天然生活紙已成為行業(yè)的亮點(diǎn)，并已進(jìn)入“井噴式”。本色生活用紙?jiān)絹碓绞艿綇V大消費(fèi)者的青睞，被認(rèn)為是“綠色、健康”生活用紙的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)白色紙漿需要進(jìn)行化學(xué)漂白處理，去除紙漿中的發(fā)色或助色基團(tuán)，使紙漿變亮、變白，而本色紙漿則幾乎免去了漂白工段，不使用或極少使用漂白化學(xué)品，降低了漂白過程所造成的污染，減少了資源消耗，更綠色環(huán)保。木漿水刺非織造布是水刺非織造布中的一個(gè)差別化產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療防護(hù)、工業(yè)擦拭、電子潔凈等領(lǐng)域。目前水刺用木漿紙基本都是使用100%漂白針葉紙漿，有色產(chǎn)品通常采用后期染色完成，其產(chǎn)業(yè)鏈不可避免地會有更多的污染和能耗。因此，研發(fā)一款更加環(huán)保的木漿水刺非織造布產(chǎn)品具有重要意義。文章結(jié)合本色木漿紙的流行趨勢，對本色木漿紙?jiān)谀緷{復(fù)合水刺非織造材料應(yīng)用方面進(jìn)行了研究，從本色木漿水刺非織造布的加工工藝、性能測試以及應(yīng)用3個(gè)方面對產(chǎn)品進(jìn)行了研究分析。1試驗(yàn)工藝生產(chǎn)工藝流程：本色木漿紙→喂入→梳理→鋪網(wǎng)→水刺Ⅰ區(qū)→水刺Ⅱ區(qū)→烘干→卷取→分切。1.1原材料準(zhǔn)備本試驗(yàn)采用滌綸復(fù)合本色木漿紙的工藝配方；滌綸：1.4D×38mm（儀征水刺專用），占比50%；本色木漿紙：30g/m1.2成網(wǎng)均勻性為了保證產(chǎn)品具有更好的復(fù)合效果，梳理環(huán)節(jié)需保持較好的成網(wǎng)均勻性和雜亂效果。根據(jù)針布情況和多次驗(yàn)證總結(jié)，本文確立了適當(dāng)?shù)母咚匐s亂工藝，主要工藝參數(shù)如表1所示。1.3刺將梳理成網(wǎng)的纖維網(wǎng)采用轉(zhuǎn)鼓水刺后再利用平網(wǎng)復(fù)合水刺工藝與木漿紙復(fù)合。1.4干燥采用圓網(wǎng)熱風(fēng)穿透式烘干技術(shù)，烘干完成后經(jīng)卷繞、檢測、分切完成產(chǎn)品的試制。2斷裂強(qiáng)力及伸長測試方法為更好地驗(yàn)證產(chǎn)品的性能，分別選取了60g/m其中，樣品A:60g/m對比試驗(yàn)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的項(xiàng)目進(jìn)行，產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量測試方法如下：厚度采用GB/T24218.2—2009《紡織品非織造布試驗(yàn)方法第2部分：厚度的測定》進(jìn)行測試；強(qiáng)力及伸長測試方法為GB/T24218.3—2010《紡織品非織造布試驗(yàn)方法第3部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》；吸液性能測試與分析方法為GB/T24218.6—2010《紡織品非織造布試驗(yàn)方法第6部分：吸收性的測定》；液體擴(kuò)散性測試與分析方法為：用量程為2.5mL的針筒取1.5mL的自來水（配有紅色染料）分別滴在25cm×25cm大小的3個(gè)樣品上，記時(shí)1min后，分別畫出自來水滲透3個(gè)樣品的4條邊，形成一個(gè)長方形，標(biāo)出各自長方形的長邊、寬邊數(shù)值，再算出各自長方形的滲透面積；耐磨性測試與分析方法參照GB/T21196.2—2007《紡織品馬丁代爾法織物耐磨性的測定第2部分：試驗(yàn)破損的測定》。3測試結(jié)果與討論3.1密度和密度3種樣品的厚度如表2所示。從表2中可以看出，樣品B、樣品C的厚度較樣品A明顯偏薄，說明木漿布產(chǎn)品具有更好的致密性和面密度；樣品B、樣品C厚度一致，說明本色木漿水刺非織造布產(chǎn)品在水刺工藝技術(shù)應(yīng)用時(shí)能保持木漿布的特性，達(dá)到水刺木漿布的厚度性能要求。3.2復(fù)合纖維與滌綸水刺復(fù)合3種產(chǎn)品的縱橫向強(qiáng)力及斷裂伸長率測試結(jié)果見表3。從表3可以看出，樣品B、樣品C的縱向斷裂強(qiáng)力明顯比樣品A高，說明木漿布產(chǎn)品相比粘滌半交叉鋪網(wǎng)混紡水刺布具有更好的纖維復(fù)合效果，木漿纖維與滌綸水刺復(fù)合時(shí)，纖維與纖維之間的抱合、纏結(jié)更加緊密。在烘干的過程中，木漿纖維纖維素大分子間仍會以氫鍵的形式很好地結(jié)合起來，使產(chǎn)品具有更好的強(qiáng)力。在橫向斷裂強(qiáng)力方面，樣品A比樣品B、樣品C高，說明半交叉鋪網(wǎng)混紡的纖維橫縱向排列較為一致，所以具有更好的橫向斷裂強(qiáng)力。然而，比較樣品B、樣品C可以看出，本色木漿水刺非織造布產(chǎn)品C具有更好的橫縱向強(qiáng)力，說明本色木漿紙更好地保存了木漿纖維的纖維素及半纖維素成分，使得木漿纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞的程度更少，在經(jīng)水刺復(fù)合時(shí)抱合、纏結(jié)更為緊密，橫縱向強(qiáng)力更好。3.3吸收性能的比較3.3.1纖維單體內(nèi)部的芯吸效應(yīng)3種產(chǎn)品的吸液能力測試結(jié)果見表4，從表4可以看出，粘滌混紡產(chǎn)品A的吸水量最高，樣品B、樣品C的吸水性接近，在吸水時(shí)間上3種樣品相當(dāng)。芯吸效應(yīng)是指纖維集合體潤濕之后，液體在表面張力的作用下沿著纖維集合體內(nèi)毛細(xì)孔隙流動擴(kuò)散的現(xiàn)象。3種樣品的芯吸效應(yīng)見表5。從表5可以看出，在60s內(nèi)同時(shí)測試3種樣品的芯吸高度時(shí)，粘滌混紡產(chǎn)品A的芯吸高度最高，而木漿布產(chǎn)品B、產(chǎn)品C的芯吸高度相似。說明在吸水時(shí)間相似的情況下，吸水量越大，產(chǎn)品的芯吸高度越高；表明本色木漿布產(chǎn)品C不使用或極少使用漂白化學(xué)品，既環(huán)保又能保持木漿布特有的快速吸濕及鎖水性能，可很好地應(yīng)用于擦拭潔凈材料。3.3.2液體擴(kuò)散劑的應(yīng)用擦拭材料在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，液體擴(kuò)散面積的大小與液體吸收的快慢決定了材料的綜合液體清潔性能。3種產(chǎn)品的測試結(jié)果如圖1所示。根據(jù)測試結(jié)果分別進(jìn)行3個(gè)樣品的擴(kuò)散面積大小計(jì)算，具體測試結(jié)果見表6。由圖1及表6可以看出，樣品A的滴液擴(kuò)散面積最小，樣品B與樣品C的滴液擴(kuò)散面積基本相同，說明木漿水刺非織造布的滴液擴(kuò)散能力比粘滌混紡產(chǎn)品強(qiáng)，擴(kuò)散更快，出現(xiàn)此情況的具體原因可能有以下兩點(diǎn)。(1）滌綸具有較強(qiáng)的剛性，使其蓬松性較好，纖維之間可以依靠自身的剛性形成孔隙。但由于粘膠纖維剛性小，水刺后會快速吸水，纖維內(nèi)部迅速飽和從而會相互伏貼在一起，粘膠與滌綸復(fù)合后，兩種纖維運(yùn)動、位移困難，無法再次得到有效纏結(jié)，會導(dǎo)致布面儲水能力較差，雖具有較好的芯吸高度，但并不具有很好的吸濕保水性，液體擴(kuò)散能力不強(qiáng)，布面容易受擠壓后脫水。(2）木漿紙主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素組成，而纖維素是由葡萄糖結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的直鏈狀高分子碳水化合物，本身具有吸水潤脹的特性。同時(shí)木漿纖維分子內(nèi)含有大量的親水基團(tuán)——羥基，水分子進(jìn)入纖維素纖維的無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)以氫鍵形式與羥基形成大量結(jié)合水，使木漿纖維發(fā)生潤脹，并放出熱量。當(dāng)木漿纖維與滌綸復(fù)合時(shí)，木漿纖維會充斥在滌綸之間，兩種纖維發(fā)生氫鍵或者化學(xué)鍵的結(jié)合，木漿纖維含量的增多，使得布面更加緊密，液體擴(kuò)散能力增強(qiáng)，木漿布吸水潤脹能力隨之增大，吸濕保水能力也會增強(qiáng)。3.3.3復(fù)合織物的耐磨性作為工業(yè)擦拭用品，耐磨與掉屑是擦拭材料最重要的兩個(gè)指標(biāo)，利用馬丁代爾耐磨儀可檢測織物的耐磨性，3種產(chǎn)品的耐磨性如表7所示。從表7可以看出，在相同速度、壓力的作用下，樣品C的摩擦次數(shù)最高，樣品A最低，說明粘滌半交叉鋪網(wǎng)混紡水刺布的耐磨性不如木漿布產(chǎn)品，樣品B、樣品C均具有較好的耐磨性。這是由于滌綸的截面為圓形，在生產(chǎn)過程中加入油劑會使纖維變得光滑，纖維間的抱合力較小，在摩擦過程中容易起毛起球，所以樣品A布面纖維更容易在機(jī)械力的作用下被帶到織物表面形成絨毛，繼續(xù)摩擦則會形成小球直至布面破損。木漿布在水刺復(fù)合經(jīng)烘干后，木漿纖維的纖維素分子在氫鍵的作用下重新結(jié)合成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使纖維變得硬挺、伸直、收緊，纖網(wǎng)中的漿粕纖維形成較好的結(jié)合，有效防止了起毛和脫落現(xiàn)象，所以木漿布產(chǎn)品具有較高的耐磨性。樣品C因不使用或極少使用漂白化學(xué)品，能很好地保留木漿纖維中的纖維素、半纖維素含量，與滌綸水刺纏結(jié)更緊密，所以具有更好的耐磨性。從實(shí)際的測試情況看，木漿布的耐磨次數(shù)遠(yuǎn)好于粘滌類常規(guī)水刺產(chǎn)品，本色木漿布測試好于傳統(tǒng)木漿布，說明該類產(chǎn)品的耐磨性優(yōu)越，是制作工業(yè)擦拭、生活擦拭及抽巾的良好材料。4木漿水刺非織造布本文以本色木漿紙、水刺專用滌綸為原料，通過梳理成網(wǎng)，經(jīng)特有水刺復(fù)合技術(shù)，生產(chǎn)試制出本色木漿水刺非織造布材料，并對所試制出的產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)性能測試，結(jié)合產(chǎn)品性能推廣其應(yīng)用領(lǐng)域，得出以下結(jié)論。(1）本色木漿紙不使用或極少使用漂白化學(xué)品，有效保存了木漿纖維的纖維素及半纖維素成分，在經(jīng)水刺復(fù)合時(shí)抱合、纏結(jié)更為緊密，比常規(guī)木漿布產(chǎn)品具有更好的橫縱向強(qiáng)力、吸濕性和耐磨性能等。(2）本色木漿布產(chǎn)品環(huán)保且能保持木漿布特有的快速吸濕及鎖水性能，可很好地應(yīng)用于擦拭潔凈材料，適用于電子設(shè)備表面、機(jī)械加工