珍珠/黏膠水刺非織造布的性能研究

李 雄 張富山 孫曉麗 王 洪

(1.福建恒安集團(tuán)有限公司，泉州，362261;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海，201620)

珍珠纖維是在纖維素纖維的紡絲過(guò)程中，將納米級(jí)珍珠粉加入紡絲液內(nèi)而制得的。珍珠纖維體內(nèi)和體外都均勻分布著納米珍珠微粒，具有養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、服用舒適、消毒敗火、發(fā)射遠(yuǎn)紅外線、吸濕透氣等功效，被稱為可以穿的保健品［1］。珍珠纖維是制作內(nèi)衣、護(hù)膚保健用品和衛(wèi)生用品的理想材料，可用于制作各種貼身內(nèi)衣、文胸、面膜、衛(wèi)生巾和濕巾等產(chǎn)品［2］。

珍珠纖維水刺非織造布既具有比一般水刺非織造布更好的透氣性和手感，同時(shí)還結(jié)合了珍珠纖維的舒適性、消毒敗火和養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚等功能，可以作為衛(wèi)生巾的高檔面層非織造布［3］。本研究是在水刺非織造布加工過(guò)程中調(diào)整珍珠纖維的含量，并測(cè)量各樣品的力學(xué)性能、透氣性能和柔軟性能，以探討珍珠纖維含量對(duì)水刺非織造布性能的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

(1)試樣原料:珍珠纖維(1.87 dtex×38 mm、珍珠成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%)，黏膠纖維(1.87 dtex×38 mm)，均由上海海欣立肯諾紡織科技發(fā)展有限公司提供。

(2)生產(chǎn)設(shè)備:梳理水刺生產(chǎn)線(轉(zhuǎn)鼓式水刺機(jī))。

(3)儀器:YG461E織物透氣性測(cè)試儀器，HANDLE-0-METER(Model 211-300)柔軟度儀，Inston5564拉力試驗(yàn)機(jī)。

1.2 珍珠/黏膠水刺非織造布的制備

將珍珠纖維和黏膠纖維分別按照一定的量加入開(kāi)松機(jī)進(jìn)行開(kāi)松，然后經(jīng)過(guò)大倉(cāng)混棉機(jī)充分混合，再進(jìn)行精開(kāi)松、梳理形成纖網(wǎng);纖網(wǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)鼓水刺機(jī)水刺并烘干，制得不同珍珠纖維含量的珍珠/黏膠水刺非織造布。圖1為水刺生產(chǎn)線工藝流程。

本試驗(yàn)共制備了5種不同珍珠纖維含量的珍珠/黏膠水刺非織造布，其珍珠纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、20%、50%、80%和100%;非織造布的面密度均為30 g/m2;均采用4道水刺，各道水刺的壓力依次為 3.0、4.0、4.5 和 5.0 MPa;輸網(wǎng)簾速度均為40 m/mim。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目

(1)斷裂強(qiáng)力:按 GB/T 24218.3—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(zhǎng)率的測(cè)定》，分別沿縱向和橫向各取5塊試樣(5 cm×20 cm)進(jìn)行拉伸強(qiáng)力測(cè)試，取平均值。

(2)透氣率:按 GB/T 5453—1997標(biāo)準(zhǔn)，壓差為100 Pa，裁剪10個(gè)試樣(測(cè)試面積為20 cm2)，進(jìn)行透氣率測(cè)試，取平均值。

(3)柔軟度:借鑒GB/T 8942—2002標(biāo)準(zhǔn)，分別沿縱向和橫向各取5塊試樣(100 mm×100 mm)進(jìn)行測(cè)試，取平均值。

圖1 水刺生產(chǎn)線工藝流程示意

2 結(jié)果與討論

2.1 珍珠纖維含量對(duì)非織造布力學(xué)性能的影響

珍珠纖維含量對(duì)珍珠/黏膠水刺非織造布力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖2。

圖2 珍珠纖維含量對(duì)非織造布力學(xué)性能的影響

從圖2可知，隨著珍珠纖維含量的增加，非織造布的縱橫向斷裂強(qiáng)力略顯下降趨勢(shì)，下降幅度不是很大，而對(duì)縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率的影響不是很明顯。試樣斷裂強(qiáng)力的變化是由珍珠纖維的外觀性狀引起的，珍珠纖維表面有一些珍珠顆粒，這會(huì)減少珍珠纖維之間的摩擦力，因而會(huì)降低非織造布的斷裂強(qiáng)力，但是由于珍珠纖維自身的強(qiáng)力和長(zhǎng)度與黏膠纖維基本相同，故降低的幅度不是很大?？紤]到珍珠纖維的成本，選擇珍珠纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，非織造布既能保持很好的伸長(zhǎng)率，而且強(qiáng)力損失不是很明顯。

2.2 珍珠纖維含量對(duì)非織造布透氣性能的影響

非織造布透氣實(shí)質(zhì)上是在非織造布兩邊的空氣存在一定壓力差的條件下，氣體通過(guò)非織造布的過(guò)程，氣體主要是由纖維之間的間隙通過(guò)。因此，非織造布的透氣性的優(yōu)劣主要取決于非織造布中的纖維空隙大小和數(shù)量，與纖維性狀以及后整理有關(guān)。珍珠纖維含量對(duì)非織造布透氣性能的影響見(jiàn)圖3。

圖3 珍珠纖維含量對(duì)非織造布透氣性能的影響

從圖3可以看出，隨著珍珠纖維含量的增加，透氣率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。珍珠纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0%增加至50%，透氣率的增長(zhǎng)量為300 mm/s;而珍珠纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)從50%增加至100%，透氣率的增長(zhǎng)量?jī)H為100 mm/s，明顯小于前者。綜合考慮到珍珠纖維成本和透氣率效果，選擇珍珠纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%就可以有效地提高非織造布的透氣性。

2.3 珍珠纖維含量對(duì)非織造布柔軟度的影響

非織造布的柔軟度是非織造布物理指標(biāo)的一個(gè)綜合反映，其與非織造布的彎曲性能、剪切性能和壓縮性能有著非線性的關(guān)系。在一定的條件下，當(dāng)板狀測(cè)頭將試樣壓入選定狹縫中規(guī)定深度時(shí)，試樣本身的抗彎曲力和試樣與縫隙處的摩擦力的最大矢量和稱為柔軟度。柔軟度值越小，說(shuō)明試樣越柔軟。珍珠纖維含量對(duì)非織造布柔軟度的影響見(jiàn)圖4。

圖4 珍珠纖維含量對(duì)非織造布柔軟度的影響

從圖4可以看出，隨著珍珠纖維含量的增加，非織造布柔軟度值降低，即非織造布更加柔軟。從試樣結(jié)構(gòu)來(lái)分析，試樣都是在相同工藝條件下制得的水刺非織造布，其結(jié)構(gòu)基本一致，沒(méi)有非常明顯的差異;從纖維結(jié)構(gòu)來(lái)分析，珍珠纖維的表面含有非常光滑的珍珠顆粒，珍珠纖維的加入會(huì)讓部分纖維之間的接觸由黏膠纖維之間的面接觸變?yōu)轲つz纖維與珍珠纖維的點(diǎn)接觸，減少了纖維與纖維之間的接觸面積，而且光滑的珍珠顆粒會(huì)降低纖維之間的摩擦因數(shù)，從而降低了非織造布的抗彎曲力和摩擦力，最終降低柔軟度值，讓非織造布更加柔軟。

3 結(jié)論

(1)珍珠纖維含量增加會(huì)降低水刺非織造布的斷裂強(qiáng)力，但下降不是很明顯，下降幅度不大;在珍珠纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，可以使非織造布既能保持很好的伸長(zhǎng)率，又能保持很好的強(qiáng)力。

(2)珍珠纖維含量增加能夠提高水刺非織造布的透氣性能和柔軟度，在珍珠纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，即可使水刺非織造布具有良好的透氣性和柔軟度。

［1］許漪，高炳生，邢惠路，等.珍珠纖維的研制［C］∥廣東德美第六屆全國(guó)印染行業(yè)新材料、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品(后整理專題)技術(shù)交流會(huì)論文集，2007:200-207.

［2］許樹(shù)文.珍珠纖維——可穿的護(hù)膚品［J］.科學(xué)前沿，2008(3):140-141.

［3］張昊，馬建偉，柳永杰.珍珠纖維在水刺法非織造布中應(yīng)用的可行性研究［J］.非織造布，2008(6):30-33.