超细纤维非织造布的物理防螨性能研究yd17904

张冶 南通纺织职业技术学院， 江苏南通226007

收稿日期：2013-07-05

作者简介：张冶(1964-)，女，新疆乌鲁木齐人，副教授，本科，主要从事纺织材料、纺纱设备与工艺教学与研究

原载：印染助剂2014/9；49-52

【摘要】： 介绍了超细纤维非织造布的防螨机理，通过复合短纤水刺、熔喷复合、纺粘加水刺3种非织造工艺试验，对产品结构和性能进行了研究与测试，并对美国Tyvek防螨产品进行了测试结果的对比分析，为防螨产品研究及应用提供了参考依据．

【关键词】 超细纤维；非织造布；防螨；研究

【中图分类号】TS17 文献标识码：C 文章编号：1004-0439(2014)09-0049-04

1 非织造布的物理防螨机理

纺织品防螨技术是当前研究开发的热点．为了改善人们的家居生活环境，研究开发具有抑制螨虫危害的防螨纺织品，不仅可以有效防止与尘螨等螨虫有关疾病的发生，还可以提高人们的生活质量，根据防螨原理不同，纺织品的防螨分为化学防螨和物理防螨，物理防螨非织造布的开发，对于拓展纺织品用途、提高其附加值具有重要的经济意义和实用价值。

超细纤维非织造布防螨是常用的物理防螨技术。目前，国内防螨家纺产品普遍是将枕芯、被芯套入高密度非织造防螨材料套内，表层再套上棉织物，这样不仅使内部的尘螨无法穿透隔离材料、无法以人类的皮屑为食，同时外界的尘螨也无法再进入床垫、枕头及被褥中进行繁殖。另外，直接与人体皮肤接触的是舒适的棉织物，家纺产品在使用中要求非织造布防螨材料的孔径非常小，既能阻止螨和螨过敏原通过，又可渗透蒸汽分子，使用舒适；织物成分纯净，不含任何化学成分．国内市场上认可度比较高的高密防螨材料是美国杜邦公司生产的闪蒸法无纺布“特卫强”（Tyvek)、德国科德保公司的超细纤维无纺布“依沃珑”(Evolon)，此类产品可以避免或者较少使用化学试剂而使产品更具安全性，因而备受推崇。过滤理论认为，滤材中的纤维越细，比表面积越大，孔径越小，过滤精度和滤效越高．应用常规纤维直径数十分之一的超细纤维，可以实现高精度过滤，根据美国Vigrinia大学试验，布缝的孔径在53 µm就可防止尘螨通过，当布缝的孔径在10 µm以下就可以防止尘螨排泄物通过，最好的防螨材料是有弹性、透气性好、超细的织物纤维或非织物合成材料。

2 超细纤维非织造布的生产工艺研究

2．1 复合短纤维水刺非织造布

采用营口产涤锦(70／30)橘瓣裂离型复合短纤维1．5 D×3 8mm，通过纤维梳理成网、铺网、水刺裂离并加固。工艺流程：涤锦复合短纤维→开松→梳理成网→交叉铺网→牵伸→3道水刺加固→烘干→卷取。复合短纤维裂离结构如图1所示。

图1 复合短纤维裂离结构

2．2熔喷超细纤维非织造布

采用仪征产聚丙烯切片，熔体指数1 400，工艺流程：聚丙烯切片喂入→熔融挤出→纤维形成→纤维冷却→成网。熔喷材料扫描电镜图如图2。

图2熔喷材料扫描电镜图

由于熔喷超细纤维非织造布通过自粘合强力极低，须与其他产品复合．本文介绍“三明治”3层复合结构。工艺流程：熔喷无纺布→与纺粘无纺布复合→热轧加固→成卷。

2。3 复合纤维纺粘加水刺非织造布

采用PET/PA6双组分纺粘水刺非织造布，其中PET切片由江苏仪征生产，PA6切片由巴斯夫公司生产，在江西三江超纤公司国产组装生产线上制备。工艺流程：切片输送及干燥→螺杆挤压→熔体过滤(或切片输送及结晶、干燥→螺杆挤压→熔体过滤) →纺丝机→冷却牵伸→接收成网→水刺缠结→烘燥→卷绕。PET/PA6双组分纺粘水刺非织造布结构如图3．

原生丝 牵伸丝毫 水剌开纤

图3 PET／PA6双组分纺粘水刺非织造布截面结构

3 超细纤维非织造布性能测试

3．1 测试样品

1#样品：PET／PA6(70／30)复合短纤水刺非织造布，面密度100g/m2； 2#样品：PET／PA6(70／30)复合短纤水刺非织造布，面密度90 g／m2：3#样品：PP熔喷与PET纺粘复合非织造布，面密度90 g／m2：4#样品：美国杜邦闪蒸无纺布Tyvek(特卫强)，面密度90 g／m2：5#样品：PET／PA6(70／30)双组分纺粘水刺非织造布，面密度90 g／m2：6#样品：PET／PA6(70／30)双组分纺粘水刺非织造布，面密度100 g／m2。

3．2 测试结果

对测试样品进行弯曲长度、抗弯刚度、抗弯弹性模量、透气率测定，结果详见表1。

表1 物理指标测试结果

3．2．1 厚度

非织造织物厚度使用YGl4l型织物厚度仪进行测定，结果详见图4．

样品：1-短纤水刺100；2-短纤水刺90；3-纺粘熔喷复合；

4-闪蒸(杜邦)；5-纺粘水刺90；6-纺粘水刺l00(后同)

图4织物厚度测定结果

由图4可见，非织造织物厚度由小到大的顺序是：闪蒸(杜邦)<纺粘熔喷复合<短纤水刺100<短纤水刺90<纺粘水刺90<纺粘水刺100。

3．2．2 强伸性

非织造织物强伸性能参照GB/T 3923.1-1997，采用YG065型多功能强力机测定，试验数据详见图5。由图5可见，经纬向断裂强力由大到小的顺序为：纺粘水刺90>短纤水刺100>纺粘水刺100>短纤水刺90>闪蒸（杜邦）>纺粘熔喷复合。

样品

1一经向；2一纬向

图5 经纬向断裂强力测试结果

3．2.3 撕裂强力

由图6可见。经向撕裂强力由大到小的顺序为：纺粘水刺100>纺粘水刺90>短纤水刺100>闪蒸(杜邦)>短纤水刺90>纺粘熔喷复合．复合短纤水刺非织造布的纬向撕裂强力过低，在相同试验条件下几乎为零。

样品

l一经向；2一纬向

图6 经纬向撕裂强力测试结果

3．2．4 弯曲性能

非织造织物弯曲性能参照GB／T 18318-2001，采用LLY-01型织物电子硬挺度仪测定，结果如图7所示．由图7可见，非织造织物的抗弯弹性模量由大到小的顺序为：闪蒸(杜邦)>纺粘水刺100>纺粘熔喷复合>纺粘水刺90>短纤水刺90>短纤水刺100。

样品

图7 弯曲性能测试结果

3．2．5 透气性能

非织造织物透气性能参照GB／T 5453-1997，采用YG461D型数字式织物透气量仪测定，数据分析见图8．从图8可见，非织造织物透气量由大到小的顺序为：纺粘水刺90>纺粘水刺100>短纤水刺90>短纤水刺100>纺粘熔喷复合>闪蒸(杜邦)．其中，闪蒸无纺布的透气量极小，在试验仪器使用相同喷嘴测试的条件下，闪蒸无纺布透气量几乎为零。

样品

图8 透气量测试结果

3．2．6 孔径分布

经过东华大学非织造研究发展中心测试(采用CFP-1 100-AI测试仪器)，PET／PA6(70／30)双组分纺粘水刺非织造布孔径分布数据如下：面密度100 g／m2，最小孔径2．383 1 µm，平均流量孔径9．597 7 µm，最大孔径30．809 1 µm．其孔径分布图如图9所示．

直径／µm

图9 孔径分布图

3．2．7 物理防螨性能

参照NY／T 1151．2-2006《农药登记卫生用杀虫剂室内药效试验方法及评价》(第2部分：灭螨和驱虫剂)进行检测．由中国疾病预防控制中心寄生虫病预防控制所检测并出具检测报告。

检测方法如下：将样品制成5 cmx3 cm的口袋，放入试验用敏感品系螨虫约100只，立即封口，将口袋放人透明塑料密封袋中，并放入少许饲料，密闭密封袋．同时做对照，方法与测试样品相同，放人恒温恒湿箱中，逐日取出．在解剖镜下观察密封袋内饲料中的螨虫数，连续观察10天，分别记录无纺布上的螨虫数，计算防螨率．结果显示，除美国闪蒸无纺布具有防螨性能外，纺粘水剌(100 g／m2 )防螨率达100％．另外，本试验中所使用的纺粘熔喷复合无纺布用于生产防护口罩，经过美国NELSON实验室测试，细菌过滤效率(BFE)达99．5％以上。

3．3 使用要求

超细纤维非织造布的力学性能是防螨产品的基本使用要求，透气性能是防螨产品的舒适性指标，孔径尺寸决定了产品的物理防螨效果。

3．3．1 力学性能

根据不同用途，非织造织物的强力、弹性模量、抗弯弹性等物理指标有不同的要求．作为物理防螨内芯套使用时，应达到以下指标：经纬向拉伸强力应>100经纬向撕裂强力应>10 N．影响的主要因素是原料、生产方法和织物厚度等．结果显示，PET／PA6(70／30)复合短纤水刺与PET／PA6(70／30)复合纺粘长丝水刺2种工艺，虽然原料相同，但由于生产工艺不同其产品性能差异较大，尤其是经纬向撕裂强度的差异．非织造织物厚度影响了织物的强力，相同生产方法的同类产品。厚度越大强力指标越高．通过几种非织造织物的指标测定认为，防螨适合采用复合纺粘长丝水刺法和闪蒸法非织造布．

3．3．2 透气性能

非织造织物透气性能是织物舒适性的重要指标，也是非织造织物生产控制的指标，该指标与防螨效果密切相关．一般认为'孔径越大透气性越好，但会影响防螨效果．物理防螨一般要求孔径小于53 µm．在控制孔径的前提下增加通气孔数量是提高防螨非织造织物透气性能的重要途径．采用PET／PA6(70／30)复合短纤生产防螨非织造织物，可有效提高非织造织物的通气孔数量，且使孔径得到控制．通过测定透气率，可测定防螨非织造织物的舒适性，配合测定织物的孔径，可选定用于防螨的非织造织物。

3．3．3 防螨效果

非织造织物的孔径测定是防螨效果的重要测定方法孔径大小和数量既决定了织物的透气性能，又决定了织物的防螨效果．由图9可见，所测定的织物最大孔径为30．809 1µm，由于小于53µm的孔径可防螨，由此可见，该类产品符合防螨要求。

4 结论

(1)复合长丝纺粘加水刺产品强力指标、力学性

能最佳；复合短纤水刺产品纬向抗撕裂最差，熔喷产品只适合短期一次性使用．

(2)复合短纤水刺、熔喷复合、纺粘加水刺3种产品的透气性、柔软性均优于美国杜邦公司的Tyvek（特卫强）。

(3)因复合短纤水刺、熔喷复合、纺粘加水刺3种非织造产品均由超细纤维构成，故具有一定的防螨功效，熔喷产品隔菌防螨效果最佳．100 g/m2以上的复合长丝纺粘加水刺产品防螨率达100％，低于100 g／m2产品隔菌防螨性能较差．纤维分布不匀是控制难点，影响孔径尺寸。

(4)复合超细纤维产品厚度偏大，影响产品的舒适性及产品成本．今后应注重研究并完善纺粘加水刺工艺技术，提高纤维分布均匀度，使产品性能稳定；降低成本、替代进口产品，促进家纺产品质量提升。

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