宣志強

(鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院輕化工程系，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品方面。在此應用領域產品可能是一次性使用，也可能是多次重復使用。此外，當前市場上的超細纖維水刺非織造布與其他一次性產品不同，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，以擴大產品的應用范圍。

1 實驗

1.1 原料

選取典型的市售100%雙組分分裂型的復合超細短纖維的水刺非織造布作實驗試樣(見表1)，產品面密度為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準進行實驗。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型全自動通風式快速恒溫烘箱進行干燥。設定烘箱溫度(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)。

數據為正數表示試樣收縮，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#試樣產品經過水洗后布面已經嚴重損壞，強度很低，未做強度實驗。

1.4 表面形態(tài)及手感的評價

設立五級數據評價產品的外觀形態(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品。在手感評價中，以五級指標評價手感，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 結果與討論

2.1 水洗次數對產品尺寸的影響

從表2可看出，經過10次水洗循環(huán)后，產品的縱向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)次數的增加，縱向Si絕對地增大，水洗循環(huán)次數越多，Si越大，非織造布的變形也就越大。非織造布在生產過程中為縱向加工運行，始終在產品的縱向被拉伸，因此，產品在縱向積累了內應力，經過水洗-烘干，產品內應力釋放，同時尺寸收縮。為了減少產品的縱向Si，盡量減少在生產中對產品縱向的拉伸，減少產品內應力的積累，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備。對于試樣的橫向Si有正有負，實驗結果的絕對值呈現(xiàn)增加的趨勢，表明水洗也會促使產品橫向尺寸發(fā)生變化，水洗次數增加則加劇了產品橫向尺寸的變化。以國產設備生產的產品，橫向發(fā)生倒大;進口設備生產的試樣，無論是染色樣還是原白坯布樣都沒有發(fā)生倒大。說明進口設備生產的超細纖維水刺非織造布產品比國產設備生產的產品橫向尺寸更加穩(wěn)定，這種穩(wěn)定是因為進口設備梳理的纖維網的纖維縱橫向分布要比國產設備的均勻，同時進口設備的水刺纏結效果比國產設備好的原因所致。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，只要生產中經過預先適當的松弛，或者預縮，是可以消除生產過程中的纖維和非織造布的內應力，達到尺寸穩(wěn)定的目標。

2.2 不同水刺設備對水洗后產品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，只有國產設備生產的產品的縱向Si在5次水洗后達到或超過5%，說明國產水刺生產線所生產的超細纖維水刺非織造布，不論是否經過染色后加工，多次水洗后Si大，不適合用于多次重復使用的產品。3#試樣采用進口和國產生產線聯(lián)合配置，生產的產品Si低于5%，說明進口梳理機組成的進口和國產生產線的性能優(yōu)于純國產生產線，可以通過后染色加工改善產品的Si情況，降低Si以滿足產品多次使用對產品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，經過后整理染色加工后，產品的縱向和橫向的Si總體上被降低，而在線染色產品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，產品的縱向和橫向Si可以適當地相互調整，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%，而國產設備生產的產品則沒有改善。

經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應力;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應力，從而提高了坯布的尺寸穩(wěn)定性。

2.4 水洗后產品強度

從表4可知，純進口線生產的原白坯布(1#試樣)和染色布(2#試樣)經過多次水洗后，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，影響產品的強度比較復雜，纖維的性質，纖維網的狀況和水刺纏結效果很大程序上左右產品強度，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備生產和進口國產組合設備生產，3#試樣的強度水洗后僅僅增加了36%，而2#試樣卻增加了65%。這說明進口水刺設備與國產設備所生產的產品因纏結效果強弱引起水洗后強度變化的差距。

(2)實驗產品所采用的染色過程能夠提高產品的強度。纖維的纏結效果越好，所得水刺非織造布的拉伸性能越好［7］。實驗中的染色產品(2#，3#)采用平幅染色，染色過程中，產品都呈一定的張緊狀態(tài)，這種張緊狀態(tài)，有利于水刺纏結點被保持，產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品的強度。一般紡織染色加工的后整理定型能夠提高產品強度，非織造布產品也不例外。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品的強度。這表明在10次水洗循環(huán)的過程中，實驗產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 水洗后產品外觀形態(tài)和手感

從表5可看出，經過多次水洗循環(huán)后，進口設備生產的1#，2#試樣產品外觀比國產設備生產的3#，4#試樣產品要好;同一公司的產品，染色后整理的產品(2#試樣)比原白產品的外觀形態(tài)要好;平幅染色的產品狀態(tài)比較好，染色時產品被張緊，不會因水流運動產生解纏結，纖維纏結點反而被固定從而保護產品外觀。經過多次水洗后，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，進口設備的產品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合超細纖維水刺非織造布在非織造布生產中并不是100%分纖，在水洗過程中受到水的沖擊，復合纖維會繼續(xù)分纖，纖維的分纖率進一步提高。實驗表明，無論前道設備狀況如何，反復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 結論

a.經過多次水洗循環(huán)后超細纖維水刺非織造布尺寸發(fā)生了變化，Si隨著洗滌次數的增加而增大，經過5次水洗循環(huán)以后，Si的變化變緩，即產品外形尺寸趨于穩(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設備的狀況。

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

c.選擇適當的染色后整理工藝可以提高超細纖維水刺非織造布的尺寸穩(wěn)定性能，保持產品的外觀，減少產品多次水洗后的起毛起球和水針紋。經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性能研究［J］.產業(yè)用紡織品，2012，30(7):9 －15.

［2］ 馬秀華，宣志強，潘峰峰.水刺非織造布形態(tài)穩(wěn)定性研究［J］.產業(yè)用紡織品，2011，29(9):28 －32.

［3］ 宣志強.復合超細短纖維在非織造布擦拭布上的商業(yè)化應用［J］.紡織導報，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

［5］ 胡善才.水刺工藝對水刺非織造布性能的影響響［J］.非織造布，2001，9(1):20 －26.

［6］ 王仕重.影響水刺非織造布產品質量的因素［J］.產業(yè)用紡織品，2003，21(11):24 －27.

［7］ 祝晶晶，王洪，吳海波，等.水刺非織造布的纖維纏結效果分析及影響因素初探［J］.產業(yè)用紡織品2012，30(9):6－14.