不同次序水刺頭壓力對可沖散型水刺材料的關鍵性能影響研究

吳軍 俞一瑛 胡銳

摘 要：本文根據不同次序水刺頭壓力的調整實驗，來測試分析可沖散型水刺材料的強力和分散性性能差異，從而尋找最優工藝，并為其他規格的同類產品提供水刺壓力調整方向的參考。

關鍵詞：可沖散型;水刺材料;水刺頭壓力;性能

中圖分類號：TS171 文獻標識碼：A

1 前言

可沖散型水刺材料作為一款優秀的用即棄衛生產品，既要有符合使用性能要求的物理強力，又要對環境友好。既符合使用后丟入馬桶內，在水力沖刷作用下迅速分散，通過排水管道排走，不會產生嚴重掛篩現象的可沖散性能，又要具備有氧/厭氧條件下的微生物降解特性。這其中的物理強力和分散性能是可沖散型水刺材料的關鍵性能，也是一對矛盾性能，相關企業一直在尋求其中的平衡點，甚至期望實現雙性能的升級，對此進行了針對性研究。

本文研究在原料規格、配比不變的前提下，單獨改變水刺頭的壓力，特別是不同次序的水刺頭壓力，以改變對材料性能的影響。

2 實驗部分

2.1 樣品

實驗樣品為克重60±3g/m2的可沖散型水刺非織造材料，原料為再生纖維素纖維與木漿漿粕的混合物。

2.2 工藝流程

纖維開包→液相分散→液相混合→濕法成形→水刺→抽吸→烘燥→在線缺陷/克重/金屬監測→成卷→分切包裝。

關鍵工藝說明如下[1]：

液相分散——將纖維在水中散開，形成單根纖維狀的纖維懸浮液。

液相混合——將不同種類、不同規格纖維的纖維懸浮液按一定的比例進行混合。

濕法成網——使纖維在濕法斜網成形器中均勻分散布纖、沉降、成形，得到雜亂排列的纖維三維網狀結構，為后道水刺纏結提供結構保障。

水刺——利用致密微細的水針對纖維網層進行高壓水刺纏結加固，使纖維發生位移、穿插、纏結，保障最終產品的物理強力。

抽吸——通過真空抽吸作用，使水刺后的一部分游離水脫離，減少水分。

烘燥——加熱烘干水刺后的纖網，使其纖維內部及相互之間形成穩態結構，并使整理劑發揮相應作用。

本實驗主要通過調整不同次序的水刺頭壓力，來測試分析可沖散型水刺材料的強力和分散性性能差異，從而尋找最優工藝，并為其它規格的同類產品提供水刺壓力調整方向的參考。

2.3 主要設備及儀器

本實驗以不同水刺頭壓力為變化條件，主體設備為Jetlace 2500型水刺機。

測試儀器為：YG026T型電子式織物強力機，SBX-3型晃動箱。

2.4 測試及評價方法

2.4.1 濕態斷裂強力

實驗樣品為干態卷材，濕態斷裂強力的測定按照國標《一次性衛生用非織造材料的可沖散性試驗方法及評價》第一版的規定執行。

2.4.2 分散性

分散性的測定按照國標《一次性衛生用非織造材料的可沖散性試驗方法及評價》第一版晃動箱分解試驗的規定執行，其中晃動時間為4min。

2.5 實驗過程及評價

以1#-5#水刺頭的水刺壓力調整為變化條件，第一次以單個水刺頭增加5bar進行實驗，如表1所示。

經過5bar水刺壓力偏差實驗，5個水刺頭增加5bar水刺壓力，濕態斷裂強力均有一定程度的提升，分散性未明顯下降。2#水刺頭的壓力增加對濕態斷裂強力提升效果最明顯，1#水刺頭的壓力增加次之，4#和5#水刺頭的壓力增加，對濕態斷裂強力提升效果不明顯，如圖1所示。

為驗證上述結論，進行第二輪實驗，以1#-5#水刺頭的水刺壓力調整為變化條件，第二次以單個水刺頭增加10bar進行實驗，如表2所示。

經過10bar水刺壓力偏差實驗，5個水刺頭增加5bar水刺壓力，濕態斷裂強力均有一定程度的提升，但增加3#、4#、5#水刺頭壓力時，分散性呈現下降趨勢。2#水刺頭的壓力增加對濕態斷裂強力提升效果最明顯，1#水刺頭的壓力增加次之，并且能保持較好的分散性，如圖2所示。

3 結語

在一定的水刺壓力范圍內，增加前面次序的水刺頭壓力比提升后面的水刺頭壓力，對濕態斷裂強力的提升更明顯。同時，增加后面的水刺頭壓力，對分散性的破壞相對更明顯。

參考文獻

[1] 郭秉臣.非織造材料與工程學[M].北京：中國紡織出版社，2010.