高亲水涤纶在水刺非织造材料中的应用

王安华，张金明

（1.石油化工管理干部学院，北京 100029；2.中国石化仪征化纤股份有限公司短纤中心，江苏 仪征 211900）

高亲水涤纶在水刺非织造材料中的应用

王安华1，张金明2

（1.石油化工管理干部学院，北京 100029；2.中国石化仪征化纤股份有限公司短纤中心，江苏 仪征 211900）

分析了水刺工艺和水刺产品品质对涤纶短纤维的要求；通过水刺布的研究，介绍了高亲水涤纶吸水性、耐久亲水性能，并与粘胶进行了比较，结果表明高亲水涤纶代替粘胶是可行的。

水刺工艺；高亲水涤纶；粘胶

21世纪的世界非织造布产业发展迅猛，2005年时水刺非织造生产线才81条，而据2009年1月份的统计与8月份的调查，目前我国已有84家水刺非织造布生产企业，合计139条水刺非织造布生产线，其中2008年国内新增水刺非织造布生产线12条，2009年1月～8月新增生产线8条，还有一些企业的扩能计划正在洽谈当中，水刺生产能力和实际产量将继续快速增长。

原材料价格仍然是影响水刺行业最重要的因素之一。受国际金融危机影响，纺织品出口锐减，行业整体利润进一步压缩，给国内水刺企业造成了巨大的压力。由于粘胶短纤与涤纶短纤仍有较大的差价，在保证产品质量的前提下，尽可能用涤纶短纤代替粘胶短纤，成为行业发展的趋势。

国内水刺非织造布的主要原料是粘胶和涤纶短纤。传统粘胶的特点是吸湿性好，但价格较高，湿强低；传统纺织用涤纶的特点是强力高，价格较粘胶低，但吸湿性差。水刺非织造工艺对纤维的要求是强力高、伸长大、易卷曲、吸湿性好，有利于纤维有效地吸收水针的能量，更好地缠结加固。

中石化仪征化纤股份公司在以往开发的亲水水刺无纺布专用涤纶基础上，又开发出高亲水涤纶纤维，在保持水刺专用涤纶基本性能上，增加了高度吸湿及耐久吸湿功能，以减少或取代水刺布中粘胶纤维的用量，降低产品成本和生产消耗，以提高产品的质量和档次。

1 试 验

1.1 材料

试验用涤纶短纤维品种及性能参数见表1。

表1 涤纶短纤维品种及性能参数

1.2 测试方法

1.2.1 纤维亲水性的简易测试方法

涤纶按照其亲水性能通常分为一次亲水和耐久亲水，纤维的亲水性包含吸水速度、吸水量及吸水次数等。高亲水纤维是吸水速度、吸水量及吸水次数均表现良好的耐久性亲水纤维。化纤生产企业或非织造企业通常采用相对简单的、国内通用的下沉时间和下沉次数来评价纤维亲水性。

将梳理后纤维投向水面，吸水量越大、下沉速度越快的纤维亲水性能越好；将纤维捞出挤干再次投向水面，则耐久亲水越好的纤维，下沉次数越多。

1.2.2 水刺布吸水性能测试

按照标准FZ／T64012-2001《水刺法非织造布》第二部分，即医用卫生材料所要求的测试方法进行。

2 结果与讨论

2.1 水刺生产对高亲水涤纶质量的要求

水刺布工艺路线：

纤维→开松混合→梳理→平行铺网→一道水刺→二道水刺→三道水刺→四道水刺→五道水刺→六道水刺→干燥→水刺非织造布

2.1.1 梳理成网工艺对纤维的要求

在非织造的过程中，梳理成网是关键工序。经过开松的纤维团打散、均匀混合，利用成对罗拉表面的针布间相互运动使分梳开的单纤维互相交错，依靠自身的卷曲和摩擦形成一张均匀的纤维网。这一工序要求纤维具有抗静电性能好，卷曲状况好，纤维间摩擦性能较高，以提高纤维的成网均匀性。

2.1.2 水刺缠结加固程序对纤维的要求

水刺缠结加固是依靠高压水，经过水刺头中的喷水板，形成微细的高压水针射流对托网帘或转鼓上运动的纤网进行连续喷射，在水针直接冲击力和反射水流作用力的双重作用下，纤网中的纤维发生位移穿插相互缠结抱合，形成无数的机械结合，从而使纤网得到加固，形成一定强度湿态的非织造布，经过烘燥装置后就制成水刺非织造布。

这一工序要求纤维亲水性好，以保证纤维在水针双重的作用过程中不受损伤，不断裂。同时满足纤维之间、纤维与纤维束之间以及纤维束之间的缠结，保证单纤在一定强度的前提下，仍能有足够的伸长率。

2.1.3 水处理程序对纤维的要求

该工序要求纤维中的疵点含量低，并需要选择专用油剂。因为水刺无纺布生产过程中用水量大，有近95%的水循环利用，在此过程中，会将纤维中的杂质冲刷下来，堵塞喷射微孔，从而影响水刺效果；同时加工纤维时使用专用油剂，可减少水刺过程中的脱落，减少循环水中的泡沫。

2.1.4 非织造无纺布产品对纤维的要求

该工序要求纤维中疵点含量低。因为在水刺无纺布生产过程中没有除杂工序，如果纤维中有疵点就会进入非织造过程中，造成铺网不均，甚至因产品中出现硬点报废。

对于湿擦拭布、纸巾、个人护理用品等用途，则要求其耐久亲水性良好，纤维上附着的油剂必须无毒无刺激，符合卫生、安全要求。

2.2 不同纤维水刺布的亲水性能

材料的吸水性首先取决于材料所用的纤维原料，其次与材料密度有关。如果纤维原料本身具有良好的亲水性，且纤网中亲水性纤维多，则相应的材料吸水率就高；如果纤维间出现的空隙较大即材料密度小，布面蓬松，则水刺布除了纤维自身吸收水分外，还有一定的体积保留水分，相应的材料吸水率就高。因此，水刺布的吸水率是纤维的亲水性和纤维缠结的紧密性共同作用的结果，纤网中纤维的比例大大高于空隙的比例，所以纤维的亲水性起到了更加主要的作用。

5种纤维分别按上述工艺技术路线、相同的水刺工艺参数形成40 g／m2、50 g／m2、60 g／m2、80 g／m24种规格的水刺布，其吸水性见图1所示。

图1 不同纤维水刺布的吸水率

由图1可见，样品C、D、E制成水刺布的吸水率明显大于样品A、B，这是由于纤维本身具有较强的吸水性能；样品B纤维是一次亲水涤纶，其水刺布的吸水率虽低于亲水性纤维水刺布，但仍然高于样品A普通涤纶水刺布；除样品A外，其余4种纤维水刺布的吸水率均高于行业标准规定的指标（500%）。

2.3 水刺布的耐久亲水性比较

为检验亲水油剂与涤纶短纤的结合牢度，在6道水刺的基础上，将60 g／m2样品C纤网和D纤网以相同的工艺技术路线分别进行7道水刺、8道水刺、10道水刺，对应水刺布的亲水性见图2。

图2 水刺道数对水刺布吸水率的影响

在高压微细水针的密集冲击下，短纤维表面的油剂如果和纤维表面大分子结合不牢固的话，会被高速水流带走，导致纤维某些功能将随油剂的减少而下降。由图2可见，两样品经多次水刺后，水刺布的吸水率仍然保持在较高的水平，其中样品C的水刺布吸水率要比相同水刺道数的样品D的水刺布吸水率高，因此样品C不仅具有很好的亲水功能，而且还具备经受反复水力冲击的耐久亲水性能。

2.4 涤纶与粘胶水刺布的亲水性能

以涤纶和粘胶为原料经6道水刺试制了4种60 g／m2水刺布，原料组成见表2。4种水刺布的亲水性见图3。

表2 水刺布原料组成

图3 水刺布的亲水性

由图3可见，样品C（3＃）水刺布的吸水率高于含有50%粘胶的水刺布和100%粘胶（4＃）水刺布，样品D、B与50%粘胶（1＃、2＃）混合后，其水刺布的吸水率相当。

3 结 论

a）水刺生产要求纤维亲水性好，抗静电性好，纤维间摩擦性能较高，在保证单纤一定强度的前提下伸长率较高，疵点含量低，需要选择专用油剂。

b）高亲水短纤维具有良好的吸水功能及经受反复水力冲击后的耐久吸水性。

c）高亲水短纤与粘胶的水刺布吸水性相当，可以代替粘胶使用。

1 董纪震，罗鸿烈，王庆瑞，等，合成纤维生产工艺学（上）［M］.北京：中国纺织出版社，1996

2 李振峰.涤纶短纤维生产［M］.南京：东南大学出版社

3 全国第十二、十四次水刺非织造生产技术与应用交流会材料

The application of high hydrophilic polyester fibre on spunlaced nonwovens

Wang Anhua1，Zhang Jinming2

（1．Sinopec management institute，Beijing 100029，China；2．Sinopec Yizheng Chemical Co．，Ltd．，Staple center，Yizheng Jiangsu 211900，China）

This paper manly analyzed spunlace process and the quality of products of water-repellent treatment were requied for polyester fibre.This paper produced that hydrophilic polyester fibre was contrasted on absorbency，perdurable hydrophilicity and mucilage glue，it accounted for high hydrophilic polyester fibre can take place of mucilage glue.

spunlace process；high hydrophilic polyester fibre；mucilage glue

TQ342.2

：B

：1006-334X（2010）01-0054-03

2009-12-15

王安华（1975-），男，博士，四川人，主要从事炼油化工技术培训工作。