云高杰 焦曉寧

(天津工業(yè)大學(xué)改性與功能纖維天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300160)

熱軋工藝對(duì)針刺清潔抹布基布性能的影響

云高杰 焦曉寧

(天津工業(yè)大學(xué)改性與功能纖維天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300160)

研究了熱軋工藝對(duì)針刺清潔抹布基布性能的影響。經(jīng)熱軋定型后的針刺基布，其柔軟度、透氣性和吸水率均有一定程度的下降。結(jié)果表明:混合比為70:30的粘膠纖維/滌綸針刺基布在溫度180℃、時(shí)間30 s和60 s的條件下進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚湫阅苤笜?biāo)能夠達(dá)到清潔抹布的要求。

熱軋工藝，針刺清潔抹布，性能

清潔抹布是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚男l(wèi)生用品之一。由于非織造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較松，纖維間的微孔隙多，所制成的清潔抹布具有擦拭效果好、去污納污能力強(qiáng)、柔軟性好及成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此非織造清潔抹布在清潔用品市場(chǎng)中的份額越來(lái)越大。

非織造清潔抹布基布的生產(chǎn)工藝主要采用水刺、針刺等方法［1-2］，采用水刺法生產(chǎn)的抹布憑借出色的擦拭效果和手感柔軟占據(jù)較大市場(chǎng)份額，但成本相對(duì)較高;采用針刺法加固的抹布吸水去污能力強(qiáng)、柔軟性能好、成本相對(duì)低廉，但缺點(diǎn)是刺針來(lái)回穿刺會(huì)損傷纖維，產(chǎn)品易掉毛掉絨，從而造成擦拭過(guò)程中的再污染。在實(shí)際生產(chǎn)中，人們往往采用熱處理工藝和后整理工藝來(lái)固定針刺基布表面所產(chǎn)生的毛羽。

熱軋工藝是熱塑性纖維染整加工的工序之一［3-4］。非織造布熱軋的目的是使其表面毛羽在一定的壓力下產(chǎn)生倒伏，在一定溫度下消除非織造布表層熱塑性纖維的應(yīng)力，并通過(guò)局部調(diào)整纖維的微細(xì)結(jié)構(gòu)，使之建立更加穩(wěn)定的形態(tài)，從而提高基布產(chǎn)品強(qiáng)力和增強(qiáng)表面纖維的纏結(jié)牢度，有利于減少毛羽量。在保持合適的柔軟性和吸液率的條件下，選擇合理的熱軋工藝不但有助于提高清潔抹布的耐磨性能和強(qiáng)力，而且能減少針刺非織造基布表層毛羽量，從而使清潔抹布在擦拭過(guò)程中不掉絨不掉渣。熱軋工藝對(duì)清潔抹布擦拭性能的提高具有不可忽視的作用。

本文研究了熱軋溫度和熱軋時(shí)間對(duì)針刺清潔抹布基布柔軟性、透氣性和吸水率的影響，對(duì)熱軋工藝進(jìn)行優(yōu)化，在滿足上述性能的情況下，盡量減少基布表面的毛羽和短絨。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料選擇

用于生產(chǎn)清潔抹布的纖維原料有多種，常用的有粘膠、棉、木漿等高吸濕性纖維素纖維，并混用滌綸、錦綸等化纖以增加其強(qiáng)度［5-6］。粘膠纖維可降解、無(wú)污染、吸濕性好，但濕強(qiáng)度較小;滌綸干濕強(qiáng)力高、耐磨性好、價(jià)格低，兩者混用可以使抹布在濕態(tài)時(shí)也能滿足使用要求。

本試驗(yàn)選用粘膠纖維與滌綸混合(混合比70/30)針刺基布，基布厚度1.7 mm，面密度185 g/m2。

1.2 溫度和時(shí)間參數(shù)選擇

考慮到原料、工藝以及產(chǎn)品的要求［7-8］，本試驗(yàn)溫度選用 180、190、200和210℃，時(shí)間選用 30、60和90 s，壓力選用固定值3 MPa。

1.3 熱軋?jiān)O(shè)備

熱軋機(jī)采用Y/TD 71-45A塑料制品液壓機(jī)。

1.4 試樣性能測(cè)試

依據(jù)GB/T 18318—2001標(biāo)準(zhǔn)，使用斜面懸臂法測(cè)量織物抗彎剛度;依據(jù)GB/T 5453—1997標(biāo)準(zhǔn)，使用YG461型織物中壓透氣儀測(cè)試其透氣性;依據(jù)FZ/T 64012.2—2001標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試試樣的吸水率。

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)用針刺基布在熱處理前表面毛羽較多，在擦拭過(guò)程中極易掉毛，從而在擦拭物表面形成再次污染。經(jīng)測(cè)量，該基布的抗彎剛度為1.23 cN·cm，透氣量為575 L/(m2·s)，吸水率為900%。

試樣分別在180、190、200和210℃溫度下進(jìn)行熱處理，在3 MPa壓力下分別定型30、60和90 s，測(cè)試試樣的抗彎剛度、透氣量和吸水率。

從測(cè)試結(jié)果可以看出，基布的柔軟度、透氣性和吸水率經(jīng)熱軋定型后都有一定程度的下降，說(shuō)明熱軋定型工序在一定壓力下會(huì)使蓬松的非織造布變得相對(duì)密實(shí)，從而有利于基布表面毛羽倒伏，并在適當(dāng)溫度和時(shí)間下使毛羽固定，達(dá)到減少表面絨毛的目的。

2.1 柔軟性

良好的柔軟性能是清潔抹布必須具備的性能?？箯潉偠仁潜碚骺椢飫?cè)嵝缘闹苯又笜?biāo)，抗彎剛度越大，織物越剛硬;反之，織物則越柔軟。試樣經(jīng)熱軋后，其抗彎剛度與熱軋定型時(shí)間和溫度相關(guān)的變化趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 在不同熱軋溫度和時(shí)間下基布的抗彎剛度

從圖1可看出，隨著熱軋溫度的升高，基布的抗彎剛度逐漸增大，說(shuō)明熱軋溫度升高會(huì)使基布柔軟性變差;在200℃以下時(shí)，基布抗彎剛度隨著熱軋時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，說(shuō)明熱軋時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)增加基布硬挺度，但在200℃以上時(shí)，熱軋時(shí)間90 s試樣的柔軟性比熱軋時(shí)間60 s的試樣好。

這是因?yàn)樵卺槾碳庸み^(guò)程中由于刺針的上下穿刺而使纖維發(fā)生位移，非織造布內(nèi)部纖維會(huì)存在一定的內(nèi)應(yīng)力［9］。在一定溫度和壓力作用下，基布中的滌綸發(fā)生形變，消除部分應(yīng)力，隨著熱軋溫度的提高，消除的應(yīng)力愈大，定型效果愈好;但熱軋溫度過(guò)高，會(huì)造成針刺基布中粘膠纖維發(fā)黃，嚴(yán)重時(shí)基布出現(xiàn)焦硬脆損情況。熱軋時(shí)間短會(huì)使定型效果難以保持，一旦基布離開(kāi)定型環(huán)境后會(huì)重新回到原來(lái)狀態(tài);但熱軋時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成基布表面出現(xiàn)手感發(fā)硬、泛黃等問(wèn)題。一般熱軋溫度高，其熱軋時(shí)間就應(yīng)該偏短。在熱軋溫度為180和190℃時(shí)，其熱軋時(shí)間以60 s為宜;熱軋溫度為200和210℃時(shí)，熱軋時(shí)間選為30 s較為合適。

2.2 透氣性能

針刺基布的透氣性可用一定壓力下單位時(shí)間通過(guò)的透氣量來(lái)評(píng)價(jià)，透氣量越大其透氣性能越好，反之透氣性不好。圖2顯示，在相同熱軋時(shí)間下，隨著熱軋溫度升高其透氣量有減小的趨勢(shì);在同一熱軋溫度下，隨著熱軋時(shí)間的延長(zhǎng)其透氣量減小。

圖2 在不同熱軋溫度和時(shí)間下基布的透氣量

透氣性降低主要是由于在一定壓力下基布厚度會(huì)變薄，蓬松性變差，單位體積內(nèi)纖維數(shù)增多，孔隙率變小，基布結(jié)構(gòu)更為密實(shí)，這都不利于基布的透氣性。在相同熱軋時(shí)間內(nèi)，熱軋溫度越高則基布中的滌綸熱收縮率越大，即在一定空間內(nèi)的纖維數(shù)量增多，因此非織造布透氣性降低;在相同熱軋溫度時(shí)，若熱軋時(shí)間長(zhǎng)，收縮率也相應(yīng)變大，透氣性變差。此外，在一定溫度和時(shí)間條件下熱軋定型時(shí)，滌綸還會(huì)出現(xiàn)由纖維尾端和纖維糾纏所形成的斑點(diǎn)，斑點(diǎn)的產(chǎn)生也會(huì)影響基布的透氣性。

2.3 吸水率

清潔抹布在擦拭過(guò)程中要求具有良好的吸水性，吸水率是清潔抹布產(chǎn)品重要質(zhì)量指標(biāo)之一。圖3顯示，針刺基布在熱軋工藝處理時(shí)，隨熱軋溫度的升高基布的吸水率有降低的趨勢(shì)。

圖3 在不同熱軋溫度和時(shí)間下基布的吸水率

針刺基布吸水率隨熱軋溫度的升高而降低，主要原因是基布表面的毛細(xì)結(jié)構(gòu)在熱軋時(shí)遭到破壞。熱軋使基布厚度變薄，結(jié)構(gòu)變得緊密，內(nèi)部孔隙受到壓縮，保水空間變小，吸水率有一定的下降，但是在熱軋溫度180和190℃下，熱軋時(shí)間在30和60 s時(shí)吸水率仍能達(dá)到400%，能夠滿足制作擦拭抹布的要求。

3 結(jié)論

針刺清潔抹布基布通過(guò)熱軋工序后，其柔軟度、透氣性和吸水率與熱軋前相比有一定的下降。但在熱軋溫度180℃，熱軋時(shí)間為30和60 s時(shí)，針刺基布的柔軟性、透氣量和吸水率能夠達(dá)到抹布要求。在針刺清潔抹布的實(shí)際生產(chǎn)中，基布表面的毛羽問(wèn)題還可通過(guò)涂層、浸漬等后整理工序來(lái)解決，但基布若先經(jīng)熱軋工藝處理，在一定程度上能減少后整理工序整理劑的使用量，從而能降低生產(chǎn)成本。

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The effect of hot calender process on the properties of needle punched wipe substrate

Yun Gaojie，Jiao Xiaoning
(Tianjin Key Laboratory of Fiber Modification and Functional Fiber)

The effect of hot calender process on properties of needle punched wipe substrate was studied.By hot calender procesing，softness，air permeability and absorbency of the wipe substrate would decrease.The results shows that the properties of the viscose/polyester(70/30)needle punched nonwovens could meet the requirements of wipe substrate，when the temperature of hot calender process is 180℃and the processing time is for 30 s or 60 s.

hot calendering technique，needle punched wipe substrate，property

TS174.6

A

1004－7093(2010)03－0023－03

2009－08－05;修改稿:2009－12－06

云高杰，男，1985年生，在讀碩士研究生。主要研究方向?yàn)榉强椩旃δ懿牧稀?/p>