非织造布的拒水拒油整理探讨

以聚丙烯为原料的SMS复合非织造布集中了纺粘法和熔喷法非织造布的优点而克服了两者的缺点,使其具有良好的强力、吸附性、过滤性和阻菌性,尤其是具有良好的屏蔽性能[1]。中等厚度的SMS产品,适合使用在医疗方面,制作外科手术服、手术包布、手术罩布、手术室围帘、杀菌绷带、伤口贴、膏药贴等[2]。
从20世纪90年代起,对安全性的关心成为发展新型医用产品的主要推动力,特别是近几年来人类遭受到非典和禽流感等疾病的危害,提高医用产品的安全性能更是成为研发重点。普通的SMS坯布虽有较好的耐水压性能,但是由其直接制成的医用防护产品还不具有较强的安全保障性能,因此对普通的SMS非织造布进行“三抗”(抗酒精、抗油、抗血浆)整理,对于提高医用防护材料的安全性能有着重要的意义。
对SMS非织造布进行“三抗”整理的目的在于通过后整理降低材料的临界表面张力,提高其对酒精、油和血浆的抗渗性能,在原理上即为拒水拒油整理。
本研究采用Clariant公司生产的含氟类拒水拒油整理剂(NUVAHPCLIQ)对SMS非织造布进行拒水拒油整理,探讨了主要工艺因素,如整理剂浓度、渗透剂的使用等对整理效果的影响,在此基础上得到优化工艺参数。此外,还研究了整理后非织造布的强力、透气等性能的变化。
1　试验材料与方法
1.1　试验材料
(1)试样:50g/m2聚丙烯SMS非织造布;
(2)整理剂及助剂:Clariant公司生产的拒水拒油整理剂NUVAHPCLIQ,渗透剂;
(3)试验设备:JMU504A型台式轧车,实验室定型烘干机。
1.2　试验内容及方法
研究整理液浓度、焙烘温度、焙烘时间对材料拒水拒油性能的影响,采用三因素四水平正交试验方法,目的是得到拒水拒油整理的优工艺参数。
2　试验
2.1　试样制备
用拒水拒油整理剂和蒸馏水配制成不同浓度的整理液,并加入少量渗透剂,整理液的pH值约为6。采用轧烘焙工艺,工艺流程为:
两浸两轧→预烘→焙烘
浸轧工序的轧液率约为70%;预烘温度80℃,时间5min。
2.2　正交试验设计
影响材料拒水拒油整理效果的因素有很多,本试验选择了整理剂浓度、焙烘温度和焙烘时间三个主要因素(见表1),利用三因素四水平正交表L16(45)(见表2)进行试验。对经不同试验方法整理后的试样分别进行拒水、拒油等级测试。采用极差分析法得出该整理剂对SMS非织造布拒水拒油整理的优工艺条件.
3　试验结果及分析
本研究采用含氟类整理剂对SMS非织造布进行“三抗”整理,主要目的是提高材料的拒水拒油
性能,因此在工艺因素的探讨中将拒水性、拒油性
作为评价整理效果的主要指标。
3·1　拒水效果测试参考AATCC-193-2004测试标准,用异丙醇与水以不同比例混合,建成标准测试液体系(见表3)。根据表3测试液体系,检测时从低等级试剂开始,取5滴测试液滴在待测试样布面上,若10s内有三处或三处以上未润湿则为通过,测试到不通过为止,取后通过的级别为试样的拒水等级。
3·2　拒油效果测试
参考AATCC-118-1983测试标准,根据表4测试液体系,按拒油等级从低到高逐渐选取相应试剂,滴在同一种被测试样的不相邻地方,若30s内未润湿布面,则试样通过该级,直到通不过为止,取后通过的级别为试样的拒油等[3]。
3·3　拒水拒油测试结果分析
进行整理后各试样的拒水拒油等级见表5。从表5可以看出,4、8、12、16试样的拒水拒油级别高。经正交分析得出,优方案为A3B4C3(C4),各因素的主次顺序依次是B、A、C,即焙烘温度>整理液浓度>焙烘时间。考虑到生产成本及生产效率等因素,得出优工艺为A3B4C3,即整理液浓度为60g/L,焙烘温度为140℃,焙烘时间为120s。
3.4　拒水拒油整理对试样其他性能的影响
3·4·1　强力测定
取坯布及各工艺整理后试样,沿试样的纵向剪取三块30cm*5cm的试样,在HD026N+型电子织物强力试验仪上测试其强力。
3·4·2　透气性能测定
取坯布及各工艺整理后的试样,在YG461型电脑式织物透气仪上进行测试。
3·4·3　透湿性能测定
采用国家标准GB/T12704-91,即织物透湿量测定方法透湿杯法测量。
3·4·4　测试结果
分别测试整理前后各试样的断裂强力、断裂伸长率以及透气量、透湿量,取其中具有好拒水拒油级别的4、8、12、16号试样与整理前的坯布作比较,结果见表6。
从表6可以看出,整理后试样的强力和伸长率均有所下降,其中强力的下降率约为15.3%,伸长率的下降率约为41.2%,说明整理后试样的强力损失不是很大,而伸长率则减少幅度较大。
透气量的测定由于试样的不均匀性而存在较大的误差,表现出部分试样整理后透气量不但没有下降反而有所增加,但是整体上来看变化不是很大,不会影响到其服用舒适性能。整理后透湿量比整理前有所减少,但是减少幅度不是很大,不影响到服用舒适性。经分析可以得出,随着整理液浓度的提高,整理后试样的透气和透湿量均随之减少。


4　结论

(1)使用含氟化合物的整理剂对聚丙烯SMS非织造布进行拒水拒油整理,能获得较好的效果,可提高SMS的拒水拒油级别。

(2)在整理过程中,整理液浓度、焙烘温度、焙烘时间等工艺参数对整理效果有很大的影响。经正交试验分析得出,优工艺参数为:整理液浓度60g/L,焙烘温度140℃,焙烘时间120s。各工艺参数中,以焙烘温度对整理效果的影响大,其次为整理液浓度。
(3)整理后试样的强力及伸长率均有所下降,其中伸长率下降较为明显,透气性能改变不大。
(4)因为医用防护服不会多次重复使用,所以本研究没有对SMS非织造布进行耐水洗性能试验