木浆水刺复合非织造布的物理和化学综合性能测试

　　作者：韩明灏（天津工业大学非织造材料与工程专业研究生，现就职于广东省阳华过滤材料有限公司）

　　指导老师：任元林（天津工业大学纺织学部副教授）

　　实验操作得出关键数据

　　木浆水刺复合非织造布主要有两种，一种是将木浆纤维制成浆粕后平铺在非织造布上，再经水刺复合而成，该类木浆水刺复合非织造布产品以三明治结构居多，用途主要是擦拭布和吸湿材料；另一种是将木浆纤维先制成纸张，然后再与非织造布经水刺工艺复合而成。木浆水刺复合非织造布的第一大用途是揩布市场；第二大用途是医疗产品；第三大用途是卫生产品。此外，用木浆水刺复合工艺制成的卫生产品不含化学添加剂，具有良好的皮肤耐受度，强力高且柔软，所用工艺环保无污染，可谓“步步领先”。

　　实验操作得出关键数据

　　开清混合后的纤维，通过梳理形成均匀的纤网。纤网经预湿后随着输网帘进入第一道水刺区。在第一道水刺区利用高压水柱对运行中的纤网进行穿刺。在此过程中，一部分纤维在高压射流的作用下从表面被带到网底，一部分纤维被射到托网帘后又被反弹回来的水柱带回到纤维表面及周边纤维的空隙里，纤维互相缠结，使得纤维得以固结，从而形成具有一定强度的非织造基布，即纤网。木浆纸遇水后强度迅速降低，结构松散，变成木浆纤维。木浆纤维经过高压水柱的喷射被均匀地带入纤网的纤维间隙中，达到与纤网复合的目的。木浆纸与纤网复合后经过烘干即成为木浆复合水刺法非织造布。

　　由于现在还没有专门的公司提供木浆复合水刺布后处理生产线，所以现在大部分后处理线都是各公司自己设计的。下图是南六（平湖）有限公司工程师设计完成的木浆复合后处理生产线的工艺流程简略图。

　　原料与仪器

　　木浆复合水刺非织造布由木浆纸和PET组成。本实验木浆纸来自西班牙NAN LIU ENTERPRISE COLTD公司，PET来自仪征中国石化公司。实验选用的木浆纸为28g（只有48g木浆复合布里面的木浆纸克重是28克，其他克重木浆纸克重都为38g）和38g，木浆纸颜色有5种（白色、蓝色、深蓝、绿色、深绿），PET随着总体克重要求的变化而变化。实验设备主要来自高铁检测仪器（东莞）有限公司（高铁公司是是亚洲首家通过ISO9001质量认证的试验机制造厂家 ）。

　　抗水性能测试

　　抗水性能测试主要包括泼水度测试和喷淋实验测试。

　　泼水度测试标准：AATCC/22-1996/JIS/L/1912

　　喷淋实验测试标准：AATCC/42

　　泼水度测试方法：取一块18cm×18cm样品，在21±1℃环境下进行此测试。用直径为15.2cm的金属箍把样品平铺起来并固定在仪器的斜面上，在漏斗中倒入250ml水，水温控制在27±1℃，水冲击时间需控制在25s~30s以内。手执金属箍一端，另一端在固体平面上迅速地敲击，然后将布面与标准视图比较，判定泼水等级。

　　喷淋实验测试方法：将试样的一边夹在斜面顶端的弹簧夹子上，称重152mm×230mm标准吸水纸，精确至0.1g，插入到试样的下面。将500±10ml、27±1℃的水倒入测试仪的漏斗中，水喷淋到试样上。整个喷淋结束后，拿起测试样，取出下面的吸水纸，然后迅速再称重，精确至0.1g，当渗出水重量<1g为合格。

　　抗酒精性能测试

　　由于国内现在还没有相应的检测标注，所以本实验依据的是日本JIS/L/1912检测标准。

　　检测方法：取20cm×20cm规格样品5枚，把样品放在平滑的水平透明玻璃板或者塑料板上。用滴管在样品上滴直径约为5mm的液滴，滴3处。过5分钟后观察液滴是否贯通透过非织造布。如果没有透过，再用酒精进行试验，直到透过为止。滴下实验液5分钟后，若没有透过样品则按泼酒精度的最高数字计算平均泼酒精度和各个的泼酒精度。

　　数据分析确定最佳工艺

　　抗酒精能力是医疗手术服的一项重要指标，抗酒精能力越高，说明其质量越好，也越能保证医生的安全。一般要求手术衣最少需要有7级以上抗酒精能力。

　　根据表1的测试结果可以看出，所有测试布样都完全到达到检测标准。根据表1中的数据显示，经过后处理的木浆水刺非织造布的抗酒精级别一般在7~8之间，基本上满足了医疗手术服对抗酒精的要求。

　　抗水能力也是判断医疗手术服性能好坏的一项重要指标。抗水能力越强，说明其承受能力越强，手术衣越不容易沾水，也越能保证医生的安全。因为医生做手术时很容易沾染水和血液，而这些液体可能会带有有害病菌，威胁医疗工作者的健康，所以抗水能力越强，越有利于医生的生命健康。

　　根据表2的测试结果以及图1的对比可以看出，所有测试布样无论是泼水度还是喷淋实验都完全到达到检测标准，而从表2中可以看出，经过后处理的木浆水刺布的泼水度一般为4级，基本上符合了医疗手术服对泼水度的要求，而喷淋实验的测试结果也在0.2g~0.4g之间，符合标准范围在0.1g~0.5g之间的要求。当测试结果大于0.5g之后会在木浆水刺复合非织造布表面形成沟痕，严重影响产品的商业价值和服用性。

　　影响水刺产品的透气性因素主要是克重、构造、后整理工艺，从图2的对比可以看出，木浆复合布地透气性能中PT048W的效果最好，原因就在于PT048W中木浆纸的克重只有28g，而其他产品中木浆纸的克重都为38g，所以其透气性最好，也可以说明木浆复合布中木浆纸的克重越大，其透气性也相应越差，而当木浆纸克重相同时，PET层地克重越大，其透气性也越差。所以我们需要不断地研究，使木浆复合布的透气性即使在增加克重的情况下也能保证其在合理的范围之内。

　　一次性手术衣、防护服在医用行业中对强力的要求相对高一些。在GB/T 3923.1-1997中，对一次性防护服断裂强力的要求比较严格，即要求达到45N以上。而木浆复合布各个方向性能差异会比较大，CD强力通常较低，在实际使用中被拉断的几率更大。因此，规定断裂强力时应该主要参考CD断裂强力的测试结果。

　　我们把木浆复合布的柔软性作为一项指标进行了测试。从表3以及图3的对比可以看出，PT048W的柔软性最好（MD、CD越小，柔软性越好），因为其中木浆纸的克重最小，而在木浆纸克重相同的情况下，PET层克重越大，其柔软性越好，这是因为木浆纸本身带着纸的特性——偏硬，而PET纤维比较柔软，所以当木浆复合布中木浆纸的比例越低，其柔软性就越好。但为了保证手术衣的其他特性要求，因此不能使木浆复合布中的木浆纸比例太低，这也是我们以后可以研究的课题——怎样保证在木浆纸比例较高的情况下，其柔软性达到理想要求。

　　讨论区

　　在性能与成本平衡中寻找最佳工艺

　　本文将对木浆复合水刺非织造布的物理性能、耐磨性能、透气性能以及后处理后的泼水度等性能进行详细测试，并对其性能进行探讨，进而了解木浆复合水刺布及其后处理的工艺流程。本文也通过分析水刺生产线及后处理生产线的工作情况，探讨工艺参数及加工方法对木浆复合水刺布哪些性能产生影响，在性能要求和成本平衡中找到合适的工艺，可为企业提供一个合适的工艺参数，减少不必要的损失，满足消费者的需求，提高生产效率。——本文作者韩明灏

　　58%的木浆纸添加量应是合理比例

　　公司生产的一般性能木浆水刺非织造布的木浆添加量是58%。我们曾经做过试生产实验，发现木浆添加量低于58%对于产品布面的透气性影响不大，高于58%则会影响产品的柔软性能。而文中得出的结论是，PT048W试样的透气性最好，也就是说当48g木浆复合布里面木浆纸克重为28克时，产品的透气性最好，通过换算发现，此时木浆的添加量也为58%。生产实践与实验室得出的结论基本一致，那就是说添加58%的木浆纸应该是一个比较合理的比例关系。——郑州豫力无纺布公司销售经理李可染

　　水过滤系统须保持完好无杂质堵塞

　　文中提到，当喷淋实验的测试结果大于0.5g之后会在木浆水刺复合非织造布表面形成沟痕，严重影响产品的商业价值和实用性。其实，除产品克重会对喷淋实验结果产生影响之外，循环水过滤系统的工作状态也是影响实验效果的重要因素之一，必须严格把控。因为沟痕产生的原因是循环水经过水针板后导致高压水柱产生散射，造成几根水柱同时作用于一点，使运行在托网上的纤网形成沟痕。因此要求水刺循环水过滤系统完好，尤其保证杂质不堵塞水针板。此外，在水针板的选型和清洁过程中，要保持水针板上每一水针孔内壁光洁。——西安达可非织造布公司技术员张毅

　　木浆水刺高级电子擦布掉屑检测缺失

　　当木浆水刺复合非织造布作为普通揩布、医疗卫生用途时，抗酒精性、透气性、柔软性的测试对于产品质量好坏的鉴定已经足够，但当木浆水刺复合非织造布用作高级电子产品擦布时，文中的测试还不完善。因为木浆水刺擦拭布最大的缺陷就是在使用过程中很容易掉屑，特别是在吸湿之后，会严重影响电子产品的性能。造成木浆水刺复合非织造布掉屑问题的主要原因是木浆短纤维与涤纶在水刺区域内没有得到充分的缠结，在受到外力后产生脱落。但是目前国际上对掉屑问题还没有针对性的测试方法与统一的评价标准，这给生产商和客户带来许多不便。——浙江广济医用无纺制品公司技术员刘宗