不同次序水刺头压力对可冲散型水刺材料的关键性能影响研究

吴军 俞一瑛 胡锐

摘 要：本文根据不同次序水刺头压力的调整实验，来测试分析可冲散型水刺材料的强力和分散性性能差异，从而寻找最优工艺，并为其他规格的同类产品提供水刺压力调整方向的参考。

关键词：可冲散型;水刺材料;水刺头压力;性能

中图分类号：TS171 文献标识码：A

1 前言

可冲散型水刺材料作为一款优秀的用即弃卫生产品，既要有符合使用性能要求的物理强力，又要对环境友好。既符合使用后丢入马桶内，在水力冲刷作用下迅速分散，通过排水管道排走，不会产生严重挂筛现象的可冲散性能，又要具备有氧/厌氧条件下的微生物降解特性。这其中的物理强力和分散性能是可冲散型水刺材料的关键性能，也是一对矛盾性能，相关企业一直在寻求其中的平衡点，甚至期望实现双性能的升级，对此进行了针对性研究。

本文研究在原料规格、配比不变的前提下，单独改变水刺头的压力，特别是不同次序的水刺头压力，以改变对材料性能的影响。

2 实验部分

2.1 样品

实验样品为克重60±3g/m2的可冲散型水刺非织造材料，原料为再生纤维素纤维与木浆浆粕的混合物。

2.2 工艺流程

纤维开包→液相分散→液相混合→湿法成形→水刺→抽吸→烘燥→在线缺陷/克重/金属监测→成卷→分切包装。

关键工艺说明如下[1]：

液相分散——将纤维在水中散开，形成单根纤维状的纤维悬浮液。

液相混合——将不同種类、不同规格纤维的纤维悬浮液按一定的比例进行混合。

湿法成网——使纤维在湿法斜网成形器中均匀分散布纤、沉降、成形，得到杂乱排列的纤维三维网状结构，为后道水刺缠结提供结构保障。

水刺——利用致密微细的水针对纤维网层进行高压水刺缠结加固，使纤维发生位移、穿插、缠结，保障最终产品的物理强力。

抽吸——通过真空抽吸作用，使水刺后的一部分游离水脱离，减少水分。

烘燥——加热烘干水刺后的纤网，使其纤维内部及相互之间形成稳态结构，并使整理剂发挥相应作用。

本实验主要通过调整不同次序的水刺头压力，来测试分析可冲散型水刺材料的强力和分散性性能差异，从而寻找最优工艺，并为其它规格的同类产品提供水刺压力调整方向的参考。

2.3 主要设备及仪器

本实验以不同水刺头压力为变化条件，主体设备为Jetlace 2500型水刺机。

测试仪器为：YG026T型电子式织物强力机，SBX-3型晃动箱。

2.4 测试及评价方法

2.4.1 湿态断裂强力

实验样品为干态卷材，湿态断裂强力的测定按照国标《一次性卫生用非织造材料的可冲散性试验方法及评价》第一版的规定执行。

2.4.2 分散性

分散性的测定按照国标《一次性卫生用非织造材料的可冲散性试验方法及评价》第一版晃动箱分解试验的规定执行，其中晃动时间为4min。

2.5 实验过程及评价

以1#-5#水刺头的水刺压力调整为变化条件，第一次以单个水刺头增加5bar进行实验，如表1所示。

经过5bar水刺压力偏差实验，5个水刺头增加5bar水刺压力，湿态断裂强力均有一定程度的提升，分散性未明显下降。2#水刺头的压力增加对湿态断裂强力提升效果最明显，1#水刺头的压力增加次之，4#和5#水刺头的压力增加，对湿态断裂强力提升效果不明显，如图1所示。

为验证上述结论，进行第二轮实验，以1#-5#水刺头的水刺压力调整为变化条件，第二次以单个水刺头增加10bar进行实验，如表2所示。

经过10bar水刺压力偏差实验，5个水刺头增加5bar水刺压力，湿态断裂强力均有一定程度的提升，但增加3#、4#、5#水刺头压力时，分散性呈现下降趋势。2#水刺头的压力增加对湿态断裂强力提升效果最明显，1#水刺头的压力增加次之，并且能保持较好的分散性，如图2所示。

3 结语

在一定的水刺压力范围内，增加前面次序的水刺头压力比提升后面的水刺头压力，对湿态断裂强力的提升更明显。同时，增加后面的水刺头压力，对分散性的破坏相对更明显。

参考文献

[1] 郭秉臣.非织造材料与工程学[M].北京：中国纺织出版社，2010.