SMS手術衣材料的“三拒一抗／單向導濕”雙面泡沫整理

王 潔，殷保璞，靳向煜

（東華大學 非織造研究發展中心，上海 201620）

SMS手術衣材料的“三拒一抗／單向導濕”雙面泡沫整理

王 潔，殷保璞，靳向煜

（東華大學 非織造研究發展中心，上海 201620）

采用泡沫整理法對紡黏－熔噴－紡黏（SMS）手術衣材料進行一面親水整理一面三拒（拒酒精、拒油、拒血液）一抗（抗靜電）整理，使材料在具有防護性的同時具有單向導濕性能.通過9組正交試驗得出最優試驗配方：親水劑質量濃度為30g／L，防水劑質量濃度為75g／L，抗靜電劑質量濃度為75g／L，烘干溫度為80℃，烘干時間為4min，焙烘溫度為120℃，焙烘時間為3min.

SMS手術衣材料；三拒一抗；單向導濕；泡沫整理

目前，經“三拒（拒酒精、拒油、拒血液）一抗（抗靜電）”后整理的手術衣材料，因其具有良好的防護性已廣泛應用于醫療衛生領域，但手術衣材料的舒適性直接關系到醫生的舒適感覺和手術能力的發揮，是服裝功能的重要組成部分之一，單向導濕性則能較好地體現服裝的舒適性.對聚丙烯紡黏－熔噴－紡黏（SMS）非織造布手術衣材料進行“三拒一抗／單向導濕”雙面后整理，目的在于使非織造手術衣材料具有高防護性和舒適性.泡沫整理［1］可以對材料兩面進行不同的后整理，在最小給濕量條件下能保證整理劑的均勻分布，在節省原料的同時又可以減少烘燥時間，并能減少對環境的污染.本文利用泡沫整理對SMS非織造布手術衣材料進行雙面整理［2－3］，即對試樣的一面進行三拒一抗整理，另一面進行親水整理，以使材料在具有良好的防護性能的同時具備單向導濕的舒適性.同時，研究主要整理工藝因素對后整理效果的影響，并通過正交試驗得到優化工藝參數.

1 試驗部分

1.1 材料、試劑及儀器

（1）試樣：面密度為45g／m2的聚丙烯SMS非織造布.

（2）整理劑及相關助劑：有機氟防水劑（TG－580）、復配型多次親水劑（TF－629）、高分子永久性抗靜電劑（TF－481）、起泡劑十二烷基硫酸鈉（SDS）、穩泡劑羥乙基纖維素鈉（HEC）.

（3）試驗設備：泡沫發生器、烘箱.

1.2 雙面后整理試驗

首先對試樣進行單面三拒一抗整理，用有機氟防水劑TG－580、抗靜電劑TF－481、起泡劑SDS和穩泡劑HEC配制成所需濃度的整理液.常溫下用磁力攪拌器攪拌3min，然后用6511型電動攪拌機攪拌，控制電動攪拌機的轉速為1 600r／min，攪拌時間為3min.然后接通泡沫發生器進行發泡，取試樣固定在針板上，將經發泡好的整理劑迅速用橡膠刮刀均勻地涂覆到試樣的反面，使泡沫更加均勻地鋪展開.在溫度為80℃下進行4min的預烘后，在溫度為120℃下焙烘3min.再對經單面三拒一抗整理的試樣的另一面進行單面親水整理，用復配型多次親水劑TF－629、起泡劑SDS和穩泡劑HEC配制成所需濃度的整理液，并采用同樣的操作方法進行試樣正面的親水整理.

1.3 評價方法

以試樣親水面的液滴擴散時間作為評價其單面親水效果的主要指標；以試樣拒水面的液體穿透時間和試樣雙面耐靜水壓值之差［4］作為評價單向導濕效果的主要指標；以試樣親水面耐靜水壓值、拒酒精性、抗靜電性作為評價其三拒一抗效果的主要指標.為更清楚地觀察試驗現象，液滴擴散時間和液體穿透時間測試試驗采用活性黃染料溶液.

1.3.1 親水面的液滴擴散時間試驗

平鋪試樣，在做過親水整理的試樣面距其表面2cm處，用3mL滴管從5處不同位置分別滴1滴液滴，記錄每滴液滴從接觸試樣表面到完全擴散所需要的時間（s），取平均值，作為親水面的液滴擴散時間.

1.3.2 拒水面的液體穿透時間試驗

平鋪試樣，在做過三拒一抗整理的試樣面距其表面2cm處，用3mL滴管從5處不同位置分別滴1滴液滴，記錄液滴從珠狀到消失所需的時間（s），并求平均值，作為拒水面的液體穿透時間.

1.3.3 雙面耐靜水壓值差試驗

參考GB／T 4744—1997《紡織織物 抗滲水性測定 靜水壓試驗》，使用YG 825型織物耐靜水壓測試儀分別對經整理的非織造布雙面進行耐靜水壓測試.

1.3.4 拒酒精性試驗

將酒精按表1所示的配比配制成不同的等級，分別將不同級別的酒精滴在各試樣親水面，5min后酒精不滲透到試樣另一面，即認為試樣抗酒精等級為該級別.

表1 試驗用酒精的配比Table 1 The component of alcohol solution used in the experiment

1.3.5 抗靜電性試驗

使用手持式簡易表面電阻測試儀OHMS PER SQUARE測試材料表面電阻數量級范圍.平鋪試樣，將表面電阻測試儀放在試樣親水面，測試3個不同位置的電阻數量級.

2 試驗主要因素確定及正交試驗設計

2.1 防水劑質量濃度確定

將有機氟防水劑TG－580用去離子水稀釋，配成表2所示的不同質量濃度的整理液［5］.用已配制的不同質量濃度的整理液對SMS非織造布進行單面拒水泡沫整理，對整理后的試樣進行拒酒精等級測試，測試結果如表2所示.由表2可確定較適宜的防水劑質量濃度范圍為45～75g／L.

表2 防水劑質量濃度對試樣拒酒精等級的影響Table 2 Effect of waterproof agent's mass concentration on anti－alcohol of samples

2.2 親水劑質量濃度確定

用去離子對親水整理劑TF－629進行稀釋，根據文獻［6］確定的親水整理劑質量濃度范圍，配制不同質量濃度的整理液，如表3所示.用已配制的不同質量濃度的整理液對SMS非織造布進行單面親水泡沫整理，測試整理后試樣表面的液滴擴散時間，測試結果如表3所示.由表3可確定親水劑較適宜的質量濃度范圍為30～60g／L.

表3 親水劑質量濃度對試樣液滴擴散時間的影響Table 3 Effect of hydrophilic agent's mass concentration on droplet diffusion time of samples

2.3 抗靜電劑質量濃度確定

將抗靜電劑用去離子水進行稀釋，配制成不同質量濃度的整理液，如表4所示.將已配制的抗靜電劑溶液對試樣進行單面泡沫整理，測試試樣表面電阻，結果如表4所示.由表4可確定較適宜的抗靜電劑質量濃度范圍為60～90g／L.

表4 抗靜電劑質量濃度對試樣表面電阻值的影響Table 4 Effect of antistatic agent's mass concentration on surface resistance value of samples

2.4 正交試驗設計

影響材料“三拒一抗和單向導濕”整理效果的因素有很多，本文的單面三拒一抗泡沫整理試驗選擇有機氟防水劑質量濃度（因子A）和抗靜電劑質量濃度（因子B）兩個主要因素作為試驗測試值，親水整理選擇親水劑質量濃度（因子C）這一主要因素（見表5）作為試驗測試值，起泡劑濃度、焙烘溫度和時間根據已有研究確定，泡沫涂層厚度及均勻性等影響由于受試驗條件的限制忽略不計.

利用3因子3水平正交表L9（34）設計正交試驗.分別對正交試驗表中的9組試驗所得到的試樣的單向導濕和三拒一抗性能進行測試，最后對3因素3水平正交試驗結果進行方差分析，以獲得SMS非織造手術衣材料“三拒一抗／單向導濕”雙面泡沫后整理的最優工藝條件.

表5 因子水平表Table 5 Orthogonal factor level table g／L

3 試驗結果及分析

整理后的試樣的抗酒精等級和抗靜電性均符合文獻［7］要求，但耐靜水壓值較標準規定值偏低，原因可能是親水劑的存在影響了耐靜水壓值.耐靜水壓值是防水透濕材料的重要指標之一，靜水壓是指水通過試樣時所遇到的阻力.試樣的單向導濕機理是材料雙面的疏水和親水形成了毛細管效應，而雙面耐靜水壓值之差可代表雙面拒水性差異，其值越大則形成的毛細管效應越大，液體更容易從疏水端自發地傳輸到親水端，即單向導濕性越好.液體穿透時間則表征液體從試樣厚度方向傳導的能力.故分別采用拒水面液體穿透時間和雙面靜水壓值之差來評價單向導濕［8］性能，親水面靜水壓值來評價三拒一抗性能.

這里分別對液體穿透時間、試樣雙面耐靜水壓值之差和試樣親水面耐靜水壓值進行方差分析，結果如表6～9所示.由表6～9可以看出，防水劑的質量濃度對試樣的三拒一抗性能影響顯著，而抗靜電劑質量濃度和親水劑質量濃度均對試樣的單向導濕性能和三拒一抗性能無顯著性影響.故綜合考慮得出的最優組合為A3B2／3C1／2／3，綜合2.3節中抗靜電劑單因素試驗，即因素B在水平2（質量濃度為75 g／L）時抗靜電性符合要求（表面電阻數量級≤108Ω），從成本及環保方面考慮得最優化試驗方案為A3 B2C1.即最佳工藝具體為正面：親水劑質量濃度為30g／L；反面：防水劑質量濃度為75g／L，抗靜電劑質量濃度為75g／L；烘干溫度為80℃，烘干時間為4min，焙烘溫度為120℃，焙烘時間為3min.

表6 正交試驗表及結果Table 6 Orthogonal experiment table and result

（續 表）

表7 液體穿透時間方差分析表Table 7 Analysis of liquid penetration time's variance table

表8 試樣正反面耐靜水壓值之差方差分析表Table 8 Analysis of difference between the two sides'hydrostatic pressure resistance value's variance table

表9 試樣親水面耐靜水壓值方差分析表Table 9 Analysis of hydrostatic pressure resistance value's variance table

4 結 語

本文使用雙面泡沫整理法對聚丙烯SMS非織造布進行“三拒一抗／單向導濕”整理，獲得了良好的單向導濕效果，故可提高三拒一抗手術衣材料的舒適性.防水劑質量濃度對聚丙烯SMS手術衣材料的三拒一抗性能的影響較大，這是由于有機氟防水劑具有低表面能的特性引起的；抗靜電劑質量濃度和親水劑質量濃度對SMS手術衣材料的防護性和舒適性無顯著性影響.另外，本文試驗所得的試樣親水面靜水壓值偏低，其原因及解決方案有待于進一步研究.

參 考 文 獻

［1］唐育民.合成洗滌劑及其應用［M］.北京：中國紡織出版社，2006：363－369.

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［3］劉宗陽.泡沫整理應用前景［J］.廣西紡織科技，2009，38（2）：34－36.

［4］LIU Y，XIN J，CHOI C H.Cotton fabrics with single－faced superhydrophobicity ［J］.Langmuir，2012，28（50）：17426－17434.

［5］喬雪蓮.SMS非織造布的拒水拒油整理研究［J］.產業用紡織品，2006，24（11）：35－37.

［6］焦曉寧，馬瑩瑩.非織造布親水整理及親水劑［J］.產業用紡織品，2003，21（6）：33－36.

［7］YY／T 0506.2—2009病人、醫護人員和器械用手術單、手術衣和潔凈服 第2部分：性能要求和性能水平 ［S］.

［8］高麗賢，蔣衛強，曾志豐.純棉針織物的單向導濕整理 ［J］.印染，2011，37（24）：28－30.

“Three Repellent and Antistatic／Directional Water－Transfer”Foam Coating Finishing for SMS Surgical Gown Material on Two Sides

WANGJie，YINBao－pu，JINXiang－yu
（Nonwoven Research ＆Development Centre，Donghua University，Shanghai 201620，China）

Foam finishing method is used for hydrophilic finishing on one side，anti－alcohol，anti－oil，antiblood and antistatic finishing on the other side of Spunlaid－Melt Blowing－Spunlaid （SMS）surgical gown material，which makes the treated material have good repellent effect and directional water－transfer effect at the same time.By nine groups of orthogonal test，the best finishing process parameters are obtained，the best ratio of the foam coating finishing agents is as follows，hydrophilic agent's mass concentration is 30 g／L，waterproof agent's mass concentration is 75 g／L，antistatic agent's mass concentration is 75 g／L，drying temperature and time are 80 ℃，4 min，baking temperature and time are 120 ℃，3 min.

SMS surgical gown material；three repellent and antistatic；directional water－transfer；foam coating finishing

TS 174.3

A

1671－0444（2014）04－0476－05

2013－07－01

國家十二五科技支撐計劃資助項目（2011BAE10B10）

王 潔（1988—），女，湖北黃岡人，碩士研究生，研究方向為非織布的功能后整理.E－mail：2110151＠mail.dhu.edu.cn

殷保璞（聯系人），女，副研究員，E－mail：bpyin＠dhu.edu.cn