宣志強

(鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系，江蘇鹽城224001)

水刺法非織造布采用獨特的水針纏結(jié)成形工藝，主要用于一次性的生活、衛(wèi)生和工業(yè)用品方面，特別是超細纖維水刺非織造布已用于高檔擦拭布和阿拉伯長袍等產(chǎn)品方面。在此應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品可能是一次性使用，也可能是多次重復(fù)使用。此外，當(dāng)前市場上的超細纖維水刺非織造布與其他一次性產(chǎn)品不同，一般要通過染整加工以賦予各種各樣的顏色以提高外觀的美感［1－2］。作者旨在對超細纖維水刺非織造布原坯和染色布在多次水洗條件下的性能進行初步的研究和探索，以擴大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

1 實驗

1.1 原料

選取典型的市售100%雙組分分裂型的復(fù)合超細短纖維的水刺非織造布作實驗試樣(見表1)，產(chǎn)品面密度為90～100 g/m2。超細短纖維采用聚酯(PET)/聚酰胺(PA)為原料，雙組分復(fù)合紡絲工藝制造［3］。

表1 試樣基本情況Tab.1 Specification of samples

1.2 水洗實驗

試樣采用GB/T 8628—2001，水洗循環(huán)采用GB/T 8629—2001，與 AATCC TM135—2004機織和針織物自動家洗時尺寸變化標(biāo)準(zhǔn)進行實驗。洗滌程序如下:注水量為機高的3/4，自動洗滌9 min，排水3 min，脫水3 min;漂洗程序如下:自動加水4 min，漂洗 5 min，排水 3 min，脫水 4 min。水洗使用奔翔XQB55—198全自動智能洗衣機，使用YG777-A型全自動通風(fēng)式快速恒溫烘箱進行干燥。設(shè)定烘箱溫度(60±5)℃，烘干時間180 min;試樣在烘箱中平攤干燥。

重復(fù)水洗-干燥實驗共10次，記錄并且計算每次尺寸(Li)。按公式(1)分別計算第i次實驗后試樣的縱向和橫向尺寸對初始尺寸(L0)的累計收縮率(Si)。

數(shù)據(jù)為正數(shù)表示試樣收縮，稱為收縮率;負(－)表示倒大，稱為倒大率［4］。

1.3 強度實驗

采用YG065型電子織物強力儀按GB/T3923.1—1997測定織物斷裂強力和斷裂伸長率。拉伸速度20～120 mm/min。其中4#試樣產(chǎn)品經(jīng)過水洗后布面已經(jīng)嚴(yán)重損壞，強度很低，未做強度實驗。

1.4 表面形態(tài)及手感的評價

設(shè)立五級數(shù)據(jù)評價產(chǎn)品的外觀形態(tài)和手感。以觀感評價外觀形態(tài)，其中五級代表差距最小，基本接近于未經(jīng)過水洗循環(huán)的原樣，一級表示差異最大，三級以下(不含三級)便不建議用于服用產(chǎn)品。在手感評價中，以五級指標(biāo)評價手感，在同一批試樣中，最接近絲綢般的手感為最好，評定為五級，一級最差。

2 結(jié)果與討論

2.1 水洗次數(shù)對產(chǎn)品尺寸的影響

從表2可看出，經(jīng)過10次水洗循環(huán)后，產(chǎn)品的縱向Si都大于0，因此無論原白坯布還是染色布，試樣縱向都發(fā)生了不同程度的收縮;隨著水洗循環(huán)次數(shù)的增加，縱向Si絕對地增大，水洗循環(huán)次數(shù)越多，Si越大，非織造布的變形也就越大。非織造布在生產(chǎn)過程中為縱向加工運行，始終在產(chǎn)品的縱向被拉伸，因此，產(chǎn)品在縱向積累了內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)過水洗-烘干，產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力釋放，同時尺寸收縮。為了減少產(chǎn)品的縱向Si，盡量減少在生產(chǎn)中對產(chǎn)品縱向的拉伸，減少產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力的積累，在后整理中可以更多地考慮超量喂進和低張力牽拉的染色和后整理工藝和設(shè)備。對于試樣的橫向Si有正有負，實驗結(jié)果的絕對值呈現(xiàn)增加的趨勢，表明水洗也會促使產(chǎn)品橫向尺寸發(fā)生變化，水洗次數(shù)增加則加劇了產(chǎn)品橫向尺寸的變化。以國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品，橫向發(fā)生倒大;進口設(shè)備生產(chǎn)的試樣，無論是染色樣還是原白坯布樣都沒有發(fā)生倒大。說明進口設(shè)備生產(chǎn)的超細纖維水刺非織造布產(chǎn)品比國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品橫向尺寸更加穩(wěn)定，這種穩(wěn)定是因為進口設(shè)備梳理的纖維網(wǎng)的纖維縱橫向分布要比國產(chǎn)設(shè)備的均勻，同時進口設(shè)備的水刺纏結(jié)效果比國產(chǎn)設(shè)備好的原因所致。此外超細纖維水刺非織造布的縱向Si遠大于橫向的。

表2 多次水洗后試樣的SiTab.2 Siof samples after washing cycles

從表2還可看出，在對超細纖維水刺非織造布的試樣進行10次水洗循環(huán)處理過程中，在5次水洗后，Si增加值變化平穩(wěn)，隨著水洗次數(shù)的繼續(xù)增加，水刺非織造布的縱向和橫向Si變化程度在逐漸減少并趨于穩(wěn)定。因此超細纖維水刺非織造布具有一定的穩(wěn)定性，只要生產(chǎn)中經(jīng)過預(yù)先適當(dāng)?shù)乃沙?，或者預(yù)縮，是可以消除生產(chǎn)過程中的纖維和非織造布的內(nèi)應(yīng)力，達到尺寸穩(wěn)定的目標(biāo)。

2.2 不同水刺設(shè)備對水洗后產(chǎn)品Si的影響

通常紡織品5次水洗后的收縮率不大于5%。從表2可知，在4個試樣中，只有國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品的縱向Si在5次水洗后達到或超過5%，說明國產(chǎn)水刺生產(chǎn)線所生產(chǎn)的超細纖維水刺非織造布，不論是否經(jīng)過染色后加工，多次水洗后Si大，不適合用于多次重復(fù)使用的產(chǎn)品。3#試樣采用進口和國產(chǎn)生產(chǎn)線聯(lián)合配置，生產(chǎn)的產(chǎn)品Si低于5%，說明進口梳理機組成的進口和國產(chǎn)生產(chǎn)線的性能優(yōu)于純國產(chǎn)生產(chǎn)線，可以通過后染色加工改善產(chǎn)品的Si情況，降低Si以滿足產(chǎn)品多次使用對產(chǎn)品Si的要求。

2.3 染色和后整理工藝對Si的影響

從表3可看出，經(jīng)過后整理染色加工后，產(chǎn)品的縱向和橫向的Si總體上被降低，而在線染色產(chǎn)品4#試樣的Si則比較大。通過制定正確的染色后整理加工工藝，產(chǎn)品的縱向和橫向Si可以適當(dāng)?shù)叵嗷フ{(diào)整，縱向Si屬白坯布(1#試樣)與染色樣(2#試樣)相接近，但是橫向Si從白坯布的3.0%降低到染色樣的1.0%，而國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品則沒有改善。

經(jīng)過后染色和拉幅定型的超細纖維水刺非織造布，水洗循環(huán)后的Si變小的主要原因是在染色過程中，纖維和坯布得到一定程度的松弛，部分地消除了坯布中的內(nèi)應(yīng)力;在其后的拉幅定型整理中，通過定型工藝促使纖維中大分子之間的重組，消除纖維之間和纖維中大分子間的內(nèi)應(yīng)力，從而提高了坯布的尺寸穩(wěn)定性。

2.4 水洗后產(chǎn)品強度

從表4可知，純進口線生產(chǎn)的原白坯布(1#試樣)和染色布(2#試樣)經(jīng)過多次水洗后，縱向和橫向斷裂強力都有增加，但是原白壞布的強度增加不大，縱向和橫向方向強度分別增加2.41%和11.17%，而染色樣卻分別增加了 65.01%和14.77%。3#試樣縱向強度增加36.2%，橫向增加42.4%。

表4 試樣10次水洗前后的力學(xué)性能Tab.4 Mechanical properties of samples before and after washing 10 times

對于超細纖維水刺非織造布，影響產(chǎn)品的強度比較復(fù)雜，纖維的性質(zhì)，纖維網(wǎng)的狀況和水刺纏結(jié)效果很大程序上左右產(chǎn)品強度，具體有以下幾個方面:

(1)非織造布的原始加工狀態(tài)是決定多次水洗循環(huán)后產(chǎn)品強度變化程度的因素之一［5－6］。2#試樣和3#試樣分別由純進口設(shè)備生產(chǎn)和進口國產(chǎn)組合設(shè)備生產(chǎn)，3#試樣的強度水洗后僅僅增加了36%，而2#試樣卻增加了65%。這說明進口水刺設(shè)備與國產(chǎn)設(shè)備所生產(chǎn)的產(chǎn)品因纏結(jié)效果強弱引起水洗后強度變化的差距。

(2)實驗產(chǎn)品所采用的染色過程能夠提高產(chǎn)品的強度。纖維的纏結(jié)效果越好，所得水刺非織造布的拉伸性能越好［7］。實驗中的染色產(chǎn)品(2#，3#)采用平幅染色，染色過程中，產(chǎn)品都呈一定的張緊狀態(tài)，這種張緊狀態(tài)，有利于水刺纏結(jié)點被保持，產(chǎn)品強度得以保持甚至提高，而如果采用松式染色情況有可能不一樣。

(3)非織造布染色后的整理定型能夠提高產(chǎn)品的強度。一般紡織染色加工的后整理定型能夠提高產(chǎn)品強度，非織造布產(chǎn)品也不例外。非織造織物中的纖維在染色后整理加工過程中，纖維被進一步定型后，纖維強度提高，這也是促使染色后的非織造布產(chǎn)品強度提高的原因之一。

(4)實驗水洗循環(huán)過程本身提高實驗產(chǎn)品的強度。這表明在10次水洗循環(huán)的過程中，實驗產(chǎn)品中的雙組份纖維被進一步分裂、細化，提高了纖維和纖維之間的比表面積，增加了織物的強度。即使是原白坯布的縱向經(jīng)過水洗后強度也不僅不減少，反而提高了2.4%，正是基于纖維的進一步細化這一原因。

2.5 水洗后產(chǎn)品外觀形態(tài)和手感

從表5可看出，經(jīng)過多次水洗循環(huán)后，進口設(shè)備生產(chǎn)的1#，2#試樣產(chǎn)品外觀比國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的3#，4#試樣產(chǎn)品要好;同一公司的產(chǎn)品，染色后整理的產(chǎn)品(2#試樣)比原白產(chǎn)品的外觀形態(tài)要好;平幅染色的產(chǎn)品狀態(tài)比較好，染色時產(chǎn)品被張緊，不會因水流運動產(chǎn)生解纏結(jié)，纖維纏結(jié)點反而被固定從而保護產(chǎn)品外觀。經(jīng)過多次水洗后，3#和4#試樣能夠保持外觀形態(tài)較穩(wěn)定;1#，2#，3#試樣很少起毛起球;4#試樣不均勻的水針紋明顯突出。

表5 多次水洗循環(huán)后試樣的外觀及手感評價表Tab.5 Evaluation of appearance and handling of samples after washing cycles

從表5還可看出，在經(jīng)過多次水洗循環(huán)后，普遍手感較好，具有羔羊皮或桃皮絨的手感，進口設(shè)備的產(chǎn)品1#，2#試樣最好。一般分纖率決定著超細纖維非織造布的手感，因此實驗表明雙組分復(fù)合超細纖維水刺非織造布在非織造布生產(chǎn)中并不是100%分纖，在水洗過程中受到水的沖擊，復(fù)合纖維會繼續(xù)分纖，纖維的分纖率進一步提高。實驗表明，無論前道設(shè)備狀況如何，反復(fù)水洗烘干比染色整理本身能夠更多地提高纖維的分纖率。因此，如果用雙組分復(fù)合超細纖維水刺非織造布制成的服裝等消費品，多次使用(水洗)后的手感會比使用前好，也就是在使用過程中，制品的手感會越來越好，越來越象羔羊皮或桃皮絨。

3 結(jié)論

a.經(jīng)過多次水洗循環(huán)后超細纖維水刺非織造布尺寸發(fā)生了變化，Si隨著洗滌次數(shù)的增加而增大，經(jīng)過5次水洗循環(huán)以后，Si的變化變緩，即產(chǎn)品外形尺寸趨于穩(wěn)定。一般來說超細纖維水刺非織造布縱向經(jīng)過多次水洗循環(huán)后多表現(xiàn)為收縮;而橫向，可能發(fā)生收縮，也可能發(fā)生倒大現(xiàn)象，主要是取決于水刺生產(chǎn)設(shè)備的狀況。

b.多次水洗后的Si主要取決于非織造布成形時生產(chǎn)設(shè)備和工藝條件。進口設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品比較穩(wěn)定，多次水洗后的Si可以保持在5%以內(nèi)，而國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品多有超過5%，表明產(chǎn)品用于可能多次使用的產(chǎn)品時，國產(chǎn)水刺設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)需要進一步提高。

c.選擇適當(dāng)?shù)娜旧笳砉に嚳梢蕴岣叱毨w維水刺非織造布的尺寸穩(wěn)定性能，保持產(chǎn)品的外觀，減少產(chǎn)品多次水洗后的起毛起球和水針紋。經(jīng)過染色后整理工藝的超細纖維水刺非織造布更適合于多次使用產(chǎn)品。

d.隨著使用過程中多次水洗，進一步提高超細纖維水刺非織造布的分纖率，提高布面手感更加柔軟、舒適。

［1］ 左文君，靳向煜.分裂型超細纖維水刺非織造布力學(xué)性能研究［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2012，30(7):9 －15.

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［3］ 宣志強.復(fù)合超細短纖維在非織造布擦拭布上的商業(yè)化應(yīng)用［J］.紡織導(dǎo)報，2007(8):72 －76.

［4］ 宣志強，姚偉.兩種試驗步驟對縮水率的影響［J］.針織工業(yè)1990(5):35－37

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