不同次序水刺頭壓力對(duì)可沖散型水刺材料的關(guān)鍵性能影響研究

吳軍 俞一瑛 胡銳

摘 要：本文根據(jù)不同次序水刺頭壓力的調(diào)整實(shí)驗(yàn)，來測(cè)試分析可沖散型水刺材料的強(qiáng)力和分散性性能差異，從而尋找最優(yōu)工藝，并為其他規(guī)格的同類產(chǎn)品提供水刺壓力調(diào)整方向的參考。

關(guān)鍵詞：可沖散型;水刺材料;水刺頭壓力;性能

中圖分類號(hào)：TS171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 前言

可沖散型水刺材料作為一款優(yōu)秀的用即棄衛(wèi)生產(chǎn)品，既要有符合使用性能要求的物理強(qiáng)力，又要對(duì)環(huán)境友好。既符合使用后丟入馬桶內(nèi)，在水力沖刷作用下迅速分散，通過排水管道排走，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重掛篩現(xiàn)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(qiáng)力和分散性能是可沖散型水刺材料的關(guān)鍵性能，也是一對(duì)矛盾性能，相關(guān)企業(yè)一直在尋求其中的平衡點(diǎn)，甚至期望實(shí)現(xiàn)雙性能的升級(jí)，對(duì)此進(jìn)行了針對(duì)性研究。

本文研究在原料規(guī)格、配比不變的前提下，單獨(dú)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(duì)材料性能的影響。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 樣品

實(shí)驗(yàn)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(jiān)測(cè)→成卷→分切包裝。

關(guān)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(guī)格纖維的纖維懸浮液按一定的比例進(jìn)行混合。

濕法成網(wǎng)——使纖維在濕法斜網(wǎng)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為后道水刺纏結(jié)提供結(jié)構(gòu)保障。

水刺——利用致密微細(xì)的水針對(duì)纖維網(wǎng)層進(jìn)行高壓水刺纏結(jié)加固，使纖維發(fā)生位移、穿插、纏結(jié)，保障最終產(chǎn)品的物理強(qiáng)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(wǎng)，使其纖維內(nèi)部及相互之間形成穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，并使整理劑發(fā)揮相應(yīng)作用。

本實(shí)驗(yàn)主要通過調(diào)整不同次序的水刺頭壓力，來測(cè)試分析可沖散型水刺材料的強(qiáng)力和分散性性能差異，從而尋找最優(yōu)工藝，并為其它規(guī)格的同類產(chǎn)品提供水刺壓力調(diào)整方向的參考。

2.3 主要設(shè)備及儀器

本實(shí)驗(yàn)以不同水刺頭壓力為變化條件，主體設(shè)備為Jetlace 2500型水刺機(jī)。

測(cè)試儀器為：YG026T型電子式織物強(qiáng)力機(jī)，SBX-3型晃動(dòng)箱。

2.4 測(cè)試及評(píng)價(jià)方法

2.4.1 濕態(tài)斷裂強(qiáng)力

實(shí)驗(yàn)樣品為干態(tài)卷材，濕態(tài)斷裂強(qiáng)力的測(cè)定按照國(guó)標(biāo)《一次性衛(wèi)生用非織造材料的可沖散性試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)》第一版的規(guī)定執(zhí)行。

2.4.2 分散性

分散性的測(cè)定按照國(guó)標(biāo)《一次性衛(wèi)生用非織造材料的可沖散性試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)》第一版晃動(dòng)箱分解試驗(yàn)的規(guī)定執(zhí)行，其中晃動(dòng)時(shí)間為4min。

2.5 實(shí)驗(yàn)過程及評(píng)價(jià)

以1#-5#水刺頭的水刺壓力調(diào)整為變化條件，第一次以單個(gè)水刺頭增加5bar進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如表1所示。

經(jīng)過5bar水刺壓力偏差實(shí)驗(yàn)，5個(gè)水刺頭增加5bar水刺壓力，濕態(tài)斷裂強(qiáng)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(duì)濕態(tài)斷裂強(qiáng)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(duì)濕態(tài)斷裂強(qiáng)力提升效果不明顯，如圖1所示。

為驗(yàn)證上述結(jié)論，進(jìn)行第二輪實(shí)驗(yàn)，以1#-5#水刺頭的水刺壓力調(diào)整為變化條件，第二次以單個(gè)水刺頭增加10bar進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如表2所示。

經(jīng)過10bar水刺壓力偏差實(shí)驗(yàn)，5個(gè)水刺頭增加5bar水刺壓力，濕態(tài)斷裂強(qiáng)力均有一定程度的提升，但增加3#、4#、5#水刺頭壓力時(shí)，分散性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。2#水刺頭的壓力增加對(duì)濕態(tài)斷裂強(qiáng)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(jié)語(yǔ)

在一定的水刺壓力范圍內(nèi)，增加前面次序的水刺頭壓力比提升后面的水刺頭壓力，對(duì)濕態(tài)斷裂強(qiáng)力的提升更明顯。同時(shí)，增加后面的水刺頭壓力，對(duì)分散性的破壞相對(duì)更明顯。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭秉臣.非織造材料與工程學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2010.