非織造布的拒水拒油整理探討

以聚丙烯為原料的SMS復合非織造布集中了紡粘法和熔噴法非織造布的優點而克服了兩者的 缺點,使其具有良好的強力、吸附性、過濾性和阻菌性,尤其是具有良好的屏蔽性能[1]。中等厚度的SMS產品,適合使用在醫療方面,制作外科手術服、手術 包布、手術罩布、手術室圍簾、殺菌繃帶、傷口貼、膏藥貼等[2]。
 從20世紀90年代起,對安全性的關心成為發展新型醫用產品的主要推動力,特別是近幾年來人類遭受到非典和禽流感等疾病的危害,提高醫用產品的安全性能更 是成為研發重點。普通的SMS坯布雖有較好的耐水壓性能,但是由其直接制成的醫用防護產品還不具有較強的安全保障性能,因此對普通的SMS非織造布進行 “三抗”(抗酒精、抗油、抗血漿)整理,對于提高醫用防護材料的安全性能有著重要的意義。
 對SMS非織造布進行“三抗”整理的目的在于通過后整理降低材料的臨界表面張力,提高其對酒精、油和血漿的抗滲性能,在原理上即為拒水拒油整理。
 本研究采用Clariant公司生產的含氟類拒水拒油整理劑(NUVA HPC LIQ)對SMS非織造布進行拒水拒油整理,探討了主要工藝因素,如整理劑濃度、滲透劑的使用等對整理效果的影響,在此基礎上得到優化工藝參數。此外,還 研究了整理后非織造布的強力、透氣等性能的變化。
 1　試驗材料與方法
 1.1　試驗材料
 (1)試樣: 50 g/m2聚丙烯SMS非織造布;
 (2)整理劑及助劑: Clariant公司生產的拒水拒油整理劑NUVAHPC LIQ,滲透劑;
 (3)試驗設備: JMU504A型臺式軋車,實驗室定型烘干機。
 1.2　試驗內容及方法
 研究整理液濃度、焙烘溫度、焙烘時間對材料拒水拒油性能的影響,采用三因素四水平正交試驗方法,目的是得到拒水拒油整理的最優工藝參數。
 2　試驗
 2.1　試樣制備
 用拒水拒油整理劑和蒸餾水配制成不同濃度的整理液,并加入少量滲透劑,整理液的pH值約為6。采用軋烘焙工藝,工藝流程為:
 兩浸兩軋→預烘→焙烘
 浸軋工序的軋液率約為70%;預烘溫度80℃,時間5 min。
 2.2　正交試驗設計
 影響材料拒水拒油整理效果的因素有很多,本試驗選擇了整理劑濃度、焙烘溫度和焙烘時間三個主要因素(見表1) ,利用三因素四水平正交表L16(45)(見表2)進行試驗。對經不同試驗方法整理后的試樣分別進行拒水、拒油等級測試。采用極差分析法得出該整理劑對 SMS非織造布拒水拒油整理的最優工藝條件.
 3　試驗結果及分析
 本研究采用含氟類整理劑對SMS非織造布進行“三抗”整理,主要目的是提高材料的拒水拒油
 性能,因此在工藝因素的探討中將拒水性、拒油性
 作為評價整理效果的主要指標。
 3·1　拒水效果測試參考AATCC-193-2004測試標準,用異丙醇與水以不同比例混合,建成標準測試液體系(見表3)。根據表3測試液體系,檢測 時從低等級試劑開始,取5滴測試液滴在待測試樣布面上,若10 s內有三處或三處以上未潤濕則為通過,測試到不通過為止,取最后通過的級別為試樣的拒水等級。
 3·2　拒油效果測試
 參考AATCC-118-1983測試標準,根據表4測試液體系,按拒油等級從低到高逐漸選取相應試劑,滴在同一種被測試樣的不相鄰地方,若30 s內未潤濕布面,則試樣通過該級,直到通不過為止,取最后通過的級別為試樣的拒油等[3]。
 3·3　拒水拒油測試結果分析
 進行整理后各試樣的拒水拒油等級見表5。從表5可以看出, 4、8、12、16試樣的拒水拒油級別最高。經正交分析得出,最優方案為A3B4C3(C4),各因素的主次順序依次是B、A、C,即焙烘溫度>整 理液濃度>焙烘時間。考慮到生產成本及生產效率等因素,得出最優工藝為A3B4C3,即整理液濃度為60 g/L,焙烘溫度為140℃,焙烘時間為120 s。
 3.4　拒水拒油整理對試樣其他性能的影響
 3·4·1　強力測定
 取坯布及各工藝整理后試樣,沿試樣的縱向剪取三塊30 cm*5 cm的試樣,在HD026N+型電子織物強力試驗儀上測試其強力。
 3·4·2　透氣性能測定
 取坯布及各工藝整理后的試樣,在YG461型電腦式織物透氣儀上進行測試。
 3·4·3　透濕性能測定
 采用國家標準GB/T 12704-91,即織物透濕量測定方法透濕杯法測量。
 3·4·4　測試結果
 分別測試整理前后各試樣的斷裂強力、斷裂伸長率以及透氣量、透濕量,取其中具有最好拒水拒油級別的4、8、12、16號試樣與整理前的坯布作比較,結果見表6。
 從表6可以看出,整理后試樣的強力和伸長率均有所下降,其中強力的下降率約為15. 3%,伸長率的下降率約為41. 2%,說明整理后試樣的強力損失不是很大,而伸長率則減少幅度較大。
 透氣量的測定由于試樣的不均勻性而存在較大的誤差,表現出部分試樣整理后透氣量不但沒有下降反而有所增加,但是整體上來看變化不是很大,不會影響到其服用 舒適性能。整理后透濕量比整理前有所減少,但是減少幅度不是很大,不影響到服用舒適性。經分析可以得出,隨著整理液濃度的提高,整理后試樣的透氣和透濕量 均隨之減少。
 
 
 4　結論
 
 (1)使用含氟化合物的整理劑對聚丙烯SMS非織造布進行拒水拒油整理,能獲得較好的效果,可提高SMS的拒水拒油級別。
 
 (2)在整理過程中,整理液濃度、焙烘溫度、焙烘時間等工藝參數對整理效果有很大的影響。經正交試驗分析得出,最優工藝參數為:整理液濃度60 g/L,焙烘溫度140℃,焙烘時間120 s。各工藝參數中,以焙烘溫度對整理效果的影響最大,其次為整理液濃度。
 (3)整理后試樣的強力及伸長率均有所下降,其中伸長率下降較為明顯,透氣性能改變不大。
 (4)因為醫用防護服不會多次重復使用,所以本研究沒有對SMS非織造布進行耐水洗性能試驗