丁一洝，孟猛，蔣繼紅，周穎，顏小慶，袁靜，邢平，錢程

（1．嘉興學(xué)院 材 料與紡織學(xué)院，浙江嘉興314001；2．杭州可靠護(hù)理用品股份有限公司，浙江杭州311300）

非織造材料由于擯棄了傳統(tǒng)紡織在紡紗方面的并條、粗紗、細(xì)紗、絡(luò)筒以及織造方面的整經(jīng)、漿紗、織造 （或針織）等工序，是一種生產(chǎn)流程短、自動化程度高、生產(chǎn)成本低的高效率生產(chǎn)方法，因而應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛．［1－2］近年來，開發(fā)功能性非織造材料成為了研究熱點(diǎn)，通過一定的物理或化學(xué)改性，可以賦予傳統(tǒng)非織造材料更好的保溫性、屏蔽效應(yīng)、抗輻射、抑菌等特殊功效，［3－6］拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域．

等離子體磁控濺射是一種比較前沿的物理改性方法，其工作原理是在真空條件下，利用氣體放電使氣體或靶材物質(zhì)部分電離，并在氣體離子或靶材物質(zhì)離子的轟擊下，將靶材被蒸發(fā)的物質(zhì)沉積在基材上，具有對基材適應(yīng)性好、工藝溫度低、成膜速度快、鍍膜組織致密、與基材結(jié)合力強(qiáng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)．［7－8］運(yùn)用等離子體磁控濺射技術(shù)在水刺非織造布表面鍍上一層或多層納米金屬膜，將暴露在表面的纖維毛羽遮蓋掉，賦予非織造布更加光滑的表面，便于后續(xù)的制造印刷加工，同時(shí)不影響原有非織造布的使用性能，本文對此進(jìn)行了初步嘗試．

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

水刺非織造布 （纖維組成為70%滌綸／30%粘膠，平均質(zhì)量為40 g／m2），由嘉興市弘揚(yáng)無紡新材料有限公司提供；定制的陰極多層復(fù)合離子柔性鍍膜設(shè)備，工作幅寬1．4 m，可工業(yè)化金屬鍍膜加工．

1．2 實(shí)驗(yàn)儀器

YG （B）026 H－250型電子織物強(qiáng)力機(jī)；YG （B）022D型自動織物硬挺度試驗(yàn)儀；YG461E電腦式透氣性測試儀；YG601Ⅰ／Ⅱ型電腦式織物透濕儀；YG141 N型數(shù)字式織物厚度儀；YG （B）606D型平板式保溫儀；LFY－304耐摩擦色牢度；LC－ZC11D－4手搖式兆歐表．

1．3 實(shí)驗(yàn)方法

1．3．1 水刺非織造布工藝流程

配棉→開松→輸送→喂棉→梳理→交叉鋪網(wǎng)→預(yù)濕→正反面水刺→干燥定形→ （分切）卷取→包裝．

1．3．2 等離子體磁控濺射加工工藝流程

非織造布的金屬鍍膜制備采用了實(shí)驗(yàn)室小型設(shè)備，具體工藝流程如下：

上料→抽真空 （粗抽，使內(nèi)部氣壓達(dá)10～10－1Pa，精抽，使內(nèi)部氣壓達(dá)到10－1～10－3Pa→鍍膜→放氣→成品）．

2 結(jié)果與討論

圖1 鍍膜單根纖維橫截面 （放大500倍）

2．1 非織造布金屬鍍膜的結(jié)構(gòu)

鍍金屬膜后非織造布中的單根纖維橫截面如圖1所示，鍍膜前后非織造布表面變化情況如圖2．

從圖2中的標(biāo)尺對比可以看出，圖 （b）中纖維直徑略大于圖 （a）中纖維直徑，這是由于采用等離子體和磁控濺射相結(jié)合的技術(shù)轟擊金屬靶材，使金屬離子定向進(jìn)入材料中，導(dǎo)致金屬離子的動能轉(zhuǎn)化為材料中的熱能，因此，在非織造布的表面產(chǎn)生了納米級金屬鍍層，所以直徑增加不是很明顯．另外，從圖 （c）中可以明顯看出鍍層的紋理．本次所鍍金屬膜的種類及順序?yàn)椋旱谝徊?，鍍兩層無氧銅作為基底膜；第二步，鍍四層高純度鋁膜；第三步，鍍四層316L不銹鋼膜作為保護(hù)層．因而在圖 （c）中明顯看到不同金屬膜之間的分層結(jié)構(gòu)，三種不同金屬膜緊緊包裹在纖維表面，并賦予非織造布光滑的表面特征．

圖2 鍍膜前后非織造布正面電鏡圖

2．2 金屬鍍膜水刺非織造布的物理性能

對金屬鍍膜前、后的水刺非織造布進(jìn)行了性能測試，結(jié)果見表1．

表1 鍍膜和未鍍膜水刺非織造布物理性能

從表1可以看出，鍍膜后非織造布的重量增加了3．2 g／m2，即增加了7．9%．另外，鍍膜后非織造布厚度要小于鍍膜前，可能是鍍膜層將布表面的毛羽遮蓋掉，使纖維表面更加光滑，導(dǎo)致鍍膜非織造布的厚度下降．

從透氣性看，無鍍膜比鍍膜后非織造布透氣性大12．4%，原因是金屬鍍膜后，非織造布之間的空洞、縫隙會在一定程度上由于金屬原子的填充而變小，導(dǎo)致透氣性能有所下降．鍍膜后的透濕性小于未鍍膜非織造布，但當(dāng)鍍膜層向上放置測量時(shí)，這個(gè)差別會減小，可能是纖網(wǎng)中纖維之間良好的毛細(xì)效應(yīng)，將部分纖維間毛細(xì)孔堵住，導(dǎo)致透濕性能有所下降．

經(jīng)過鍍膜后的水刺非織造布的縱、橫向強(qiáng)力均有明顯提高，主要因?yàn)槔w維表面包覆了一層金屬鍍膜，對非織造布強(qiáng)力的增加有一定的貢獻(xiàn)．此外，根據(jù)GB／T 3920—1997標(biāo)準(zhǔn)的測試結(jié)果表明，鍍膜與水刺非織造布的結(jié)合力非常牢固，具有較好的干磨和濕摩擦牢度．

從電阻值的測試結(jié)果看，非織造布鍍膜面的電阻值為0．01Ω／inch2，而沒有經(jīng)過鍍膜的非織造布電阻值為無限大，表明單面鍍膜的非織造布已經(jīng)具有了較好的抗靜電和屏蔽性能．此外，彎曲剛性的測試結(jié)果表明，鍍膜后對非織造布的柔軟性影響不大．

2．3 金屬鍍膜水刺非織造布的保溫性

對金屬鍍膜前、后水刺非織造布的保溫性進(jìn)行測試，結(jié)果見表2．

表2 保溫性測試結(jié)果

從表2可見，鍍金屬膜的克羅值和保溫率均大于未鍍金屬膜的非織造布，后者的傳熱系數(shù)大于前者，表明鍍金屬膜可改善非織造布的保溫性．由于人體的熱量散失是以輻射方式為主，［9］而所穿材料的表面金屬化可以將人體輻射的熱量一定程度的進(jìn)行反射，從而達(dá)到保溫效果．

3 結(jié)論

從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，經(jīng)過鍍金屬膜的水刺非織造布具有更好的強(qiáng)力和抗靜電性 （導(dǎo)電性），對材料的保溫性有較好的改善作用．同時(shí)，對材料的透氣、透濕性和手感影響不大，且對基材的結(jié)合牢度較高．由于金屬鍍膜將位于表面的纖維包覆完整，將纖維毛羽壓倒在金屬鍍膜內(nèi)層，使布面具有較亮的金屬光澤，并且非常光滑，具有良好的單面拒水性．如果再經(jīng)過印刷加工，在平整的布面印制各種不同的顏色和花型，可用于制作抗靜電壁紙、特種墻面裝飾材料以及高檔衛(wèi)生護(hù)理墊的表層材料等，是一種具有高附加值的非織造產(chǎn)品．

［1］王鳴義，趙弘，徐曉辰．滌綸及新聚酯在功能性紡織品加工鏈中的應(yīng)用 ［J］．紡織科學(xué)研究，2005（2）：9－13．

［2］錢程．機(jī)織物與非織造布復(fù)合材料的制備及性能 ［J］．紡織學(xué)報(bào)，2005，26（6）：104－106．

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