二醋酸纖維水刺非織造材料的開發(fā)與應(yīng)用

陳寬義 沈季疆

(江蘇通江科技股份有限公司，如皋，226500)

二醋酸纖維水刺非織造材料的開發(fā)與應(yīng)用

陳寬義 沈季疆

(江蘇通江科技股份有限公司，如皋，226500)

通過改變水刺壓力和調(diào)整雜亂比等工藝參數(shù)，可以在生產(chǎn)滌/粘產(chǎn)品的國產(chǎn)水刺非織造生產(chǎn)線上制取系列化的二醋酸纖維非織造材料。探討了二醋酸纖維非織造材料應(yīng)用于煙草工業(yè)等領(lǐng)域的可行性。

二醋酸纖維，水刺非織造材料，工藝，性能，應(yīng)用

二醋酸纖維是以天然棉籽絨、木漿等為原料，經(jīng)醋化處理成二醋酸纖維素片，通過溶解、過濾、紡絲、卷曲、干燥等工序加工生產(chǎn)而成。二醋酸纖維有特殊的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，是一種天然再生纖維，屬纖維素纖維類的半合成纖維，兼具天然纖維(包括人造纖維)和合成纖維的特性，而這種特性是其他任何纖維所不具備的，因而二醋酸纖維越來越受到人們的青睞。

1 二醋酸纖維的特性

二醋酸纖維主要具備以下特性:

(1)二醋酸纖維的截面呈Y形，比表面積大，比較蓬松，手感特別柔軟，具有良好的保暖功能和熱穩(wěn)定性。

(2)二醋酸纖維吸濕性能良好，回潮率為6%，貼合人體皮膚，有一種干爽宜人、柔軟舒適的高檔享受感。

(3)二醋酸纖維具有超強(qiáng)的吸附功能，吸阻小，截濾效果顯著;本身無毒無味，但能吸附異味，并能有選擇地吸附周圍的有害物質(zhì)(如卷煙中的尼古丁等)，具有抗菌和抑菌的作用。

(4)二醋酸纖維長絲的光澤優(yōu)雅，手感柔軟，有良好的懸垂性，酷似真絲(蠶絲);二醋酸纖維的濕強(qiáng)度比干強(qiáng)度低40% ～50%，在140～150℃時開始變形，在176℃時發(fā)生黏結(jié);中空二醋酸纖維具有透析功能。

2 二醋酸纖維水刺非織造材料的制備

2.1 原料準(zhǔn)備

采用南通醋酸纖維有限公司生產(chǎn)的二醋酸纖維絲束(制煙嘴專用絲束)為原料，單根纖維線密度是2.22 dtex，纖維截面呈Y形，用半機(jī)械化方法切斷，制成38～45 mm長的短纖維，并將切好的短纖維進(jìn)行預(yù)開松處理。

2.2 制備工藝

二醋酸纖維水刺非織造材料是在國產(chǎn)生產(chǎn)線上研發(fā)的，其工藝流程是:

該國產(chǎn)生產(chǎn)線平時生產(chǎn)衛(wèi)生用卷材，沒有配置鋪網(wǎng)機(jī)，故采用平行鋪網(wǎng)工藝;且因為日常生產(chǎn)的是滌/粘水刺非織造材料，水刺機(jī)大部分采用? 0.16×1.26規(guī)格的水針板，考慮到二醋酸纖維截面呈Y形，對水刺壓力的接受率遠(yuǎn)比滌/粘纖維強(qiáng)得多，所以在考慮壓力不宜過高的同時，將水針板規(guī)格調(diào)整為 ? 0.12×1.26(單排)，選用三道水刺，生產(chǎn)平紋樣品。

3 樣品性能測試

在輸網(wǎng)簾速度為15 m/min的條件下，按上述工藝采用不同的水刺壓力(以第二道水刺最高壓力計)制備面密度為40 g/m2的水刺非織造材料，測試樣品的斷裂強(qiáng)力、透氣量和吸水率;改變梳理成網(wǎng)的雜亂比，測試樣品的斷裂強(qiáng)力。

樣品按照標(biāo)準(zhǔn) FZ/T 64012.2—2001《水刺法非織造布第二部分:衛(wèi)生用卷材》要求取樣，樣品特征及狀態(tài)正常，在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件(20℃ ±2℃，65% ±3%RH)下進(jìn)行測定。斷裂強(qiáng)力、透氣量和吸水率的測試分別按照標(biāo)準(zhǔn) FZ/T 60005—1991《非織造布斷裂強(qiáng)力伸長的測定》、《織物透氣量的測定》以及標(biāo)準(zhǔn) FZ/T 64012.2—2001中4.3的方法進(jìn)行。

4 結(jié)果分析

4.1 水刺壓力與斷裂強(qiáng)力的關(guān)系

表1列出了不同水刺壓力下制得的樣品其斷裂強(qiáng)力的測試結(jié)果，可以看出隨著水刺壓力的增加，樣品的斷裂強(qiáng)力提高。其原因是隨著水刺壓力增加，單位面積纖網(wǎng)接受的水刺能量提高，纖維的纏繞效果趨強(qiáng)，對于Y形截面的二醋酸纖維效果更為顯著。

表1 水刺壓力與樣品斷裂強(qiáng)力的關(guān)系

4.2 水刺壓力與透氣量和吸水率的關(guān)系

表2列出了不同水刺壓力下制得的樣品其透氣量和吸水率的測試結(jié)果，可以看出透氣量和吸水率都隨著水刺壓力的增加而降低。因二醋酸纖維回彈性較小，隨著水刺壓力增加，纖維纏結(jié)趨于緊密，纖維之間的縫隙縮小，其透氣量和吸水率都相應(yīng)減少。

表2 水刺壓力與樣品透氣量和吸水率的關(guān)系

4.3 梳理成網(wǎng)雜亂比對斷裂強(qiáng)力的影響

在沒有交叉鋪網(wǎng)機(jī)的設(shè)備上生產(chǎn)二醋酸纖維水刺非織造材料，采取一定的措施，如調(diào)整兩根雜亂輥的轉(zhuǎn)速，即調(diào)整雜亂輥的表面線速比，增加纖維的雜亂程度，也可以縮小制品縱、橫向強(qiáng)力的差異。產(chǎn)品試制中將第二雜亂輥上的29牙改為28牙，線速比僅調(diào)整3%，其制品的縱、橫向斷裂強(qiáng)力即發(fā)生變化，結(jié)果見表3。

表3 雜亂比對樣品縱橫向斷裂強(qiáng)力的影響

結(jié)合表1和表3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出:通過調(diào)整雜亂比，樣品的橫/縱向強(qiáng)力比相應(yīng)得到提高，比差縮小;隨著水刺壓力的增加，樣品橫/縱向強(qiáng)力比也相應(yīng)提高，比差縮小。

施工材料在工程造價中占有絕大多數(shù)的比重，材料的總費(fèi)用的高低直接影響施工成本的控制情況。一些施工工程缺乏在材料上的精細(xì)化管理，領(lǐng)料、用料、購料、余料等方面都缺乏精確的核算和統(tǒng)一的管理，造成材料丟失和浪費(fèi)嚴(yán)重，無形之中增加了不少施工成本。對勞務(wù)隊、作業(yè)班組、項目部沒有統(tǒng)一的用料管理制度，這些部門在施工生產(chǎn)過程中都存在嚴(yán)重的混凝土、建材等方面的消耗。

5 二醋酸纖維水刺非織造材料的應(yīng)用探討

通過反復(fù)的工藝調(diào)整，試驗制得的二醋酸纖維水刺非織造材料的性能全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64012.1—2001、FZ/T 64012.2—2001《水刺法非織造布》的指標(biāo)要求;同時可根據(jù)產(chǎn)品的用途，生產(chǎn)出不同透氣量、不同表面形狀、不同厚度等各種規(guī)格的二醋酸纖維水刺非織造材料。

5.1 可作為“降焦減害”新型卷煙過濾嘴的原料

(1)用二醋酸纖維水刺非織造材料直接生產(chǎn)卷煙過濾嘴，因水刺非織造材料厚薄均勻，生產(chǎn)過程無污染，加之其纖維呈三維空間排列，比直接用一個方向排列的絲束生產(chǎn)卷煙過濾嘴的過濾效果要好得多，過濾嘴單位長度所需材料量可根據(jù)需要任意裁剪，其卷繞松緊可由其吸阻以及三醋酸甘油脂的含量等相關(guān)材料指標(biāo)來控制。

(2)在用二醋酸纖維水刺非織造材料卷制過濾嘴的過程中，可在表面上涂撒一層活性炭或者其他化工原料，如氫氧化鈣等，這些物質(zhì)可以與卷煙中多種有害物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可阻止或減少卷煙中有害成分被人體吸入。

(3)可將二醋酸纖維水刺非織造材料加工成皺紋狀(也稱瓦楞形)，用皺紋狀水刺非織造材料卷制的過濾嘴，在內(nèi)部形成吸收尼古丁和焦油的皺紋，利用其彈性可將脫除煙葉臭味等有害物質(zhì)的活性顆粒保持和截留在皺紋中。

(4)可利用煙嘴廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢次品經(jīng)機(jī)械加工成短絨，生產(chǎn)復(fù)合水刺非織造材料，并用其來生產(chǎn)過濾嘴。復(fù)合水刺非織造材料可用丙綸短纖為主料，因而可大大節(jié)約成本，既解決了煙嘴廠廢品回收利用問題，又節(jié)約了二醋酸纖維資源。用丙綸作主料、用二醋酸纖維短纖為輔料生產(chǎn)的復(fù)合型煙嘴專用非織造布，同樣可以生產(chǎn)平紋、皺紋等各種規(guī)格的降焦除味的新型煙嘴。

(5)生產(chǎn)安全環(huán)保型香煙是未來煙草工業(yè)發(fā)展的方向和目標(biāo)。在煙草行業(yè)從山煙—煙(卷煙)—過濾嘴香煙—安全環(huán)保型香煙的三大歷史性轉(zhuǎn)變過程中，過濾嘴的創(chuàng)新仍是關(guān)鍵。利用二醋酸纖維絲束研制開發(fā)的二醋酸纖維水刺非織造材料可以作為降焦油新型卷煙過濾嘴的原料。

5.2 在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應(yīng)用

二醋酸纖維水刺非織造材料的生產(chǎn)過程無污染，產(chǎn)品手感柔軟、吸濕透氣，貼合人體皮膚，感覺特別舒適。更重要的是二醋酸纖維本身具有超強(qiáng)的吸附功能，能有選擇地吸附異味和有害物質(zhì)，可抗菌和抑菌，是高級醫(yī)療衛(wèi)生材料，最適宜用于制成外科手術(shù)包扎材料、與傷口(特別是燙傷創(chuàng)面)和皮膚接觸的敷料以及病人服裝、手術(shù)覆蓋布、病人護(hù)墊等各種產(chǎn)品。二醋酸纖維水刺非織造材料也可制成擦拭布和特種紙。

5.3 在服裝輔料行業(yè)的應(yīng)用

因二醋酸纖維保暖性能良好，二醋酸纖維水刺非織造材料也適宜做高檔保暖服、高檔嬰兒服和各種時裝的襯料和填料。

5.4 作為工業(yè)用過濾介質(zhì)

二醋酸纖維水刺非織造材料作為工業(yè)用過濾介質(zhì)，具有以下優(yōu)勢:

(1)有較好的耐溫性能，受潮不變形，尺寸穩(wěn)定性好，遠(yuǎn)好于紙質(zhì)過濾介質(zhì)。

(2)孔的分布和孔徑均勻，過濾精度高，并可根據(jù)要求生產(chǎn)不同規(guī)格的過濾專用二醋酸纖維水刺非織造材料，性能比針刺和紡粘非織造材料好。

(3)二醋酸纖維具有超強(qiáng)的吸附功能，可作為有害物質(zhì)的過濾專用材料;可再增加特殊功能的化學(xué)涂料，作為特種專用過濾介質(zhì)。

6 結(jié)論

(1)利用二醋酸纖維生產(chǎn)水刺非織造材料，只要工藝設(shè)計合理，參數(shù)調(diào)整適當(dāng)，就可以生產(chǎn)出各種規(guī)格及滿足不同用途要求的系列產(chǎn)品。

(2)二醋酸纖維獨(dú)特的優(yōu)點以及采用全過程無污染的水刺非織造工藝，使制得的非織造材料產(chǎn)品有十分廣闊的應(yīng)用前景。

Development and application of acetate fiber spunlaced nonwovens

Chen Kuanyi，Shen Jijiang
(Jiangsu Tongjiang Science Co.，Ltd.)

Acetate fiber nonwovens could be manufactured on domestic spunlace production line which produce polyester/viscose fiber nonwovens by change of spunlace pressure and adjustment of technique parameters involving random ratio.The feasibility of applying acetate fiber nonwovens in tobacco industry and so on were discussed.

acetate fiber，spunlaced nonwovens，technique，performance，application

TS176

A

1004-7093(2010)03-0011-03

2009-12-11

陳寬義，男，1950年生，高級工程師。長期從事紡織工程技術(shù)工作。