利用茶葉制作功能性紙衣材料

高橋哲也 等著 劉輔庭 摘譯

利用茶葉制作功能性紙衣材料

高橋哲也 等著 劉輔庭 摘譯

1 試驗(yàn)

1.1 試樣

試驗(yàn)采用日本產(chǎn)綠茶，其纖維材料是大麻、聚酯纖維、聚乳酸纖維及漿粕。為提高混合紙(濕法非織造布)的力學(xué)性能，可在抄紙(濕法成網(wǎng))過程中向原料液添加相對(duì)分子質(zhì)量約100萬的聚酰胺—表氯醇共聚物乳液(作為黏合劑)。

1.2 茶葉混合紙的制作方法

在煮鍋中放入蒸餾水4 L，加茶葉400 g，在70℃下煮30 min，用不銹鋼濾網(wǎng)收集茶葉，再在濕態(tài)下粉碎。表1是含茶葉的混合紙各試樣的組成比例。按表1配比，加蒸餾水，經(jīng)攪拌制成均勻分散的漿液，并加入0.75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))黏合劑。調(diào)整投入量，使樣品面密度達(dá)到100 g/m2，抄紙25 cm ×25 cm，然后在室溫下經(jīng)410 kPa軋壓，120℃下烘干，制成茶葉混合紙。

表1 含茶葉混合紙的組成

1.3 Konjac漿涂層

Konjac粉的主要成分是碳水化合物。Konjac粉漿的制作方法是:先在蒸餾水中加入一定量Ca(OH)2并使其溶解，再加入一定量Konjac粉，攪拌8 min。制作0.5%和1.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Konjac

1.4 測(cè)試方法

1.4.1 掃描電子顯微鏡

電子顯微鏡臺(tái)上貼碳帶，其上固定試樣。在室溫下干燥24 h后，用濺射機(jī)將金蒸鍍于試樣上，其后用掃描電子顯微鏡觀察混合紙的表面。加速電壓15 kV，放大200倍進(jìn)行觀察。

1.4.2 比拉伸強(qiáng)度

按標(biāo)準(zhǔn)JIS-P8113對(duì)干態(tài)茶葉混合紙進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。試樣尺寸為寬15.0 mm±0.1 mm，長250 mm±1 mm。用定速拉伸測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，夾持長度180 mm±1.0 mm，以20 mm/min拉伸速度加載，直至試樣斷裂，讀取最大負(fù)荷和拉伸斷裂時(shí)的伸長。將最大負(fù)荷讀數(shù)除以混合紙面密度，計(jì)算試樣的比拉伸強(qiáng)度。

1.4.3 比破裂強(qiáng)度

按標(biāo)準(zhǔn)JIS-8131進(jìn)行撕裂強(qiáng)度測(cè)試。試樣尺寸為100 mm×100 mm。采用高壓型測(cè)試儀，試樣用蓋板夾緊，由加壓裝置加壓直至試樣破裂，讀取最大壓力。將最大壓力讀數(shù)除以試樣面密度，計(jì)算比破裂強(qiáng)度。

1.4.4 硬挺度

按標(biāo)準(zhǔn)JIS-P8143用硬挺度測(cè)試儀進(jìn)行硬挺度測(cè)試。試樣寬30 mm，長80 mm，夾在兩輥間，使其左右回轉(zhuǎn)，將其由于自重而倒垂下的臨界回轉(zhuǎn)角為90°時(shí)的臨界長度乘以3再除以100，計(jì)算硬挺度。

1.4.5 透氣度漿液時(shí)Ca(OH)2加入量分別為0.02%和0.06%。由機(jī)器對(duì)混合紙的正反表面各涂漿一次，然后吊干?；旌霞埳蠞{率計(jì)算公式:

按標(biāo)準(zhǔn)JIS-P8117測(cè)定透氣度。固定板上有一直徑為28.6 mm±0.1 mm的圓孔(透氣面積642 mm2)，尺寸為50 mm×50 mm的試樣固定在板上，測(cè)定將內(nèi)筒300 ml壓縮空氣通過試樣所需時(shí)間，然后換算成通過100 ml空氣所需的時(shí)間，即為透氣度。透氣度值越小，表明試樣的透氣性越好。

1.4.6 吸水性

按標(biāo)準(zhǔn)JIS-L1096測(cè)定吸水性。將混合紙?jiān)嚇臃旁谥С汁h(huán)上，其上再放一環(huán)以固定試樣。用移液管移取23℃±2℃的蒸餾水100 μl，從高度7 mm處向試樣滴液。用秒表記錄自蒸餾水接觸試樣直至水滴完全被試樣吸收的時(shí)間(以0.1 s為單位)。吸水時(shí)間越短，表明試樣吸水性越好。

1.4.7 縫紉線跡強(qiáng)度

試樣尺寸為寬25 mm，長110 mm。將兩塊試樣重合，進(jìn)行直線縫紉?？p紉長度為10 mm，縫跡1.5 mm。用拉伸試驗(yàn)儀以300 mm/min的拉伸速度進(jìn)行測(cè)試。夾距76 mm，縫跡在中央位置。讀取試樣斷裂時(shí)的最大負(fù)荷，求出縫跡強(qiáng)度。每一試樣測(cè)定10次，求平均值。

1.4.8 消臭性試驗(yàn)

在500 ml的容量瓶中放入28.0%～30.0%的氨水400 ml，在容量瓶上部空間用2.0 ml注射器采樣，吸取適量的飽和蒸氣。將采集的高濃度氨氣注入試驗(yàn)袋中，并加入空氣，調(diào)整氨氣的濃度達(dá)到(60±2)×10－6。

5 L的試驗(yàn)袋中裝有試樣1 g±0.0001 g;用計(jì)量泵注入60×10－6的氨氣3 L。分別在注入氨氣后的10、30 min以及1、3、6和24 h測(cè)定試驗(yàn)袋內(nèi)的氨氣濃度。將開始時(shí)的濃度作為100，計(jì)算氨氣的殘存率。

1.4.9 耐洗性試驗(yàn)

對(duì)添加聚酰胺—表氯醇共聚物乳液的茶葉混合紙進(jìn)行耐洗性試驗(yàn)。在清洗瓶中放入100 ml蒸餾水，添加十二烷基苯磺酸鈉使其濃度為1.6× 10－4mol/L;再放入直徑6.3 mm的鋼球10只。將該清洗瓶放置于40℃的恒溫槽中，10 min后在瓶中放入5 cm×5 cm的混合紙一張，用洗滌機(jī)在40℃、42 r/min的條件下轉(zhuǎn)動(dòng)30 min進(jìn)行清洗。排凈清洗液后，加蒸餾水洗3 min，共洗兩次。洗后將混合紙風(fēng)干。

2 試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論:

(1)用大麻制成的茶葉混合紙，在其表面上漿后，比拉伸強(qiáng)度、比破裂強(qiáng)度和硬挺度都有提高，透氣性和吸水性降低。

(2)經(jīng)過縫紉的茶葉混合紙，上漿后其縫跡強(qiáng)度顯著提高，對(duì)應(yīng)的力學(xué)性能提高。

(3)各種纖維原料(大麻、聚酯纖維、聚乳酸纖維和漿粕)制成的茶葉混合紙上漿后，比拉伸強(qiáng)度都有提高。

(4)茶葉混合紙中只要含有10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的茶葉，在對(duì)氨氣的消臭性試驗(yàn)中就顯示出良好的消臭性，3 h后氨氣的殘存率降低到0.6%;上漿對(duì)茶葉混合紙的消臭性無影響。

(5)抄紙過程中，在原料漿液中加入聚酰胺—表氯醇共聚物乳液作為黏合劑，制成的茶葉混合紙有其特性:①比拉伸強(qiáng)度都有提高，黏合劑在干燥或濕潤狀態(tài)下都可加入，特別是在濕潤狀態(tài)下，不加黏合劑時(shí)混合紙的比拉伸強(qiáng)度為2.1 N·m2/g，添加0.75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))黏合劑時(shí)，混合紙的比拉伸強(qiáng)度提高到18.6 N·m2/g;②添加黏合劑對(duì)茶葉混合紙的消臭性無影響;③添加黏合劑后混合紙的耐洗性顯著提升，加入0.75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))黏合劑的混合紙，經(jīng)20次洗滌外觀無損傷，1 h后的氨氣殘存率小于2.1%。

資料來源:纖維學(xué)會(huì)志，2009(8):43-57.