真丝水刺非织造关键技术及产品性能研究

摘要

水刺法是非织造布领域中年轻而有发展前景的高端技术,水刺非织造材料在世界医疗卫生领域得到广泛应用,在我国的使用量也逐年增加,市场前景看好。但是,我国水刺非织造产品存在着产品附加值低、创新能力差、品种单一的问题,利用真丝纤维开发水刺非织造材料是对水刺技术的提高和应用范围的拓展。真丝纤维是高档的纺织原料,具有较好的强伸度,纤维细而柔软,平滑富有弹性,其主要成分丝肽中含有18种对人体有益氨基酸,与人体皮肤的相适性强,被誉为“纤维皇后”,几千年来一直备受人们的青睐。然而,由于其吸水性差,质量比电阻大,易产生静电,不能进行高速梳理,严重影响产能。
　　本文针对此问题,对真丝纤维进行了大量的亲水改性实验,通过对实验结果的对比、分析,确定了最佳亲水改性方案,并对采用该方案改性的真丝纤维性能进行了测试、分析。实验结果表明,真丝纤维在改性后,亲水效果明显改善,比电阻大幅下降,不仅符合了非织造生产工艺对原料的要求,而且其产品质量均匀,各性能指标均符合标准FZ/T 64012.2-2001《水刺法非织造布第2部分:卫生用卷材》。
　　本文还对真丝水刺非织造材料的生产工艺进行了探讨,详细分析了梳理工艺中纤维的受力情况及运行轨迹,水刺工艺中水针作用距离、水刺压力、喷水孔直径与流速等参数对纤网质量的影响。在深入掌握原料性能的基础上,分析了纤维在水针作用下的相互缠结机理,探索出了真丝水刺生产中的最优工艺参数配置以及技术难题的解决,并对真丝水刺非织造材料的机械性能、吸收性能和通透性能进行了测试分析。
　　随着面密度的增加,真丝水刺非织造材料的厚度增大,纤维的缠结抱合力增加,与之相关的拉伸性能、弯曲刚度都增强,吸水率增加,通透性(透气性、渗透性、返湿性)性能均变差;随着水刺压力的增加,纤维缠结更厉害,真丝水刺非织造材料的缠结系数BI提高,导致材料的厚度变薄,拉伸性能、弯曲刚度增大,吸收性能(吸水率)和透气性变差,滑渗量、液体穿透时间、返湿性能变好。实验采用单因子实验方法,利用模糊决策中Borda数法评价所有工艺方案。分析可得,粘胶纤维比涤纶纤维更适合做真丝水刺非织造材料的辅助原料。同时,通过对所有工艺方案产品的分析得出:样品C的性能最优,原料配置和工艺参数最为科学。具体方案为:材料中真丝纤维与粘胶纤维的混和比例为50:50,纤网的面密度为40g/m~2,两正两反交替水刺,四道水刺的压力配置为35-40-40-50(bar),生产速度38m/min。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 引言

1.2 水刺非织造技术概述

1.3 真丝的水刺非织造工艺研究现状

1.4 本课题研究的意义

1.5 本课题研究的主要内容

2 真丝水刺非织造原料的制备与性能测试

2.1 真丝纤维的选择及其结构

2.2 真丝纤维亲水改性

2.3 改性真丝纤维测试结果与分析

2.4 真丝纤维改性前后性能对比

2.5 本章小结

3 真丝水刺非织造材料的工艺技术探讨

3.1 原料选择

3.2 真丝水刺非织造材料工艺和设备选择

3.3 梳理工序

3.4 水刺工序

3.5 水处理系统

3.6 实验方案设计

3.7 真丝水刺非织造材料最佳工艺参数的探讨

3.8 真丝水刺非织造材料的工艺分析与讨论

3.9 本章小结

4 真丝水刺非织造材料的成型机理研究

4.1 水刺加固过程和能量计算

4.2 水刺能量与缠结程度的关系

4.3 纤维的缠结机理

4.4 本章小结

5 真丝水刺非织造材料的性能研究与分析

5.1 真丝水刺非织造材料的基本性能研究

5.2 真丝水刺非织造材料的吸收性能研究

5.3 真丝水刺非织造材料的通透性能

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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致谢