熱氣流穿透PE-PP非織造尿布材料工藝及性能研究.pdf

1、熱氣流穿透粘合非織造尿布材料（以下簡(jiǎn)稱熱風(fēng)非織造材料）作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，其?yīng)用日益廣泛。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)于熱風(fēng)非織造材料的粘結(jié)熱能變化、平面導(dǎo)流性有一定的研究，但從流體力學(xué)、傳熱學(xué)角度來分析纖維粘合熱變化的研究目前鮮有報(bào)道，也缺乏從芯吸效應(yīng)、分形幾何角度探討非織造材料這類多孔介質(zhì)的穿透、平面導(dǎo)流性能的理論研究。
　　 本研究課題首先針對(duì)熱氣流穿透粘合的特殊加固工藝，從PE/PP雙組分纖維的熱性能出發(fā)理論探討熱氣流穿透纖網(wǎng)粘結(jié)

2、過程中能耗的變化，通過建立纖維受熱模型，計(jì)算了單位重量纖網(wǎng)的理論吸熱量，與實(shí)際加熱能耗進(jìn)行了比較分析；并舉例模擬計(jì)算出了單位面積纖網(wǎng)在熱氣流加固過程中所受到的總的等效風(fēng)壓。
　　 其次，從熱風(fēng)非織造布的PE/PP纖維纖度和配比，成網(wǎng)工藝的凝聚比和復(fù)合疊網(wǎng)，加固冷卻工藝的加熱溫度、加熱時(shí)間、冷卻溫度入手分析，得出影響熱風(fēng)非織造尿布拉伸強(qiáng)力、平面平面導(dǎo)流性、穿透性三項(xiàng)性能的主要因素。擬定了平面導(dǎo)流性的評(píng)定指標(biāo)及測(cè)試方法，通過以MD方

3、向?qū)Я鏖L(zhǎng)度為長(zhǎng)軸，CD方向?qū)Я鏖L(zhǎng)度為短軸，建立橢圓方程，以橢圓面積及長(zhǎng)短軸比作為衡量纖網(wǎng)平面平面導(dǎo)流性能的指標(biāo)。以20g/m2的純PE/PP纖網(wǎng)為例，理論計(jì)算橢圓面積，并與實(shí)際導(dǎo)流面積比較，論證了該評(píng)定指標(biāo)的可行性。最后通過正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以縱橫向強(qiáng)力比為評(píng)定纖維排列結(jié)構(gòu)的指標(biāo)，分析了影響纖維排列四個(gè)因子（纖維纖度、凝聚比、冷卻溫差、面密度）的顯著性。
　　 最后，從中空纖維PP芯吸角度計(jì)算了纖維的芯吸量，以及單位重量纖網(wǎng)（包含空

4、氣孔洞）總的吸液量，并與實(shí)際吸液量進(jìn)行了比較分析。從分形幾何理論角度，借用多孔介質(zhì)初步計(jì)算了熱氣流穿透粘合非織造布的分形參數(shù)，對(duì)影響纖網(wǎng)吸液性能的因素作了初步分析，同時(shí)為今后從多孔介質(zhì)材料角度來研究非織造布吸液性能提供了新的途徑。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明：影響熱風(fēng)非織造布拉伸性能的諸多因素中，纖維纖度、加熱時(shí)間和溫度四個(gè)因子最為顯著；而纖維纖度與凝聚比對(duì)纖維排列方向的調(diào)節(jié)作用最為顯著。在一定范圍內(nèi)，纖維越細(xì)，凝聚比越小，加熱時(shí)間長(zhǎng)且

5、溫度高，非織造布拉伸強(qiáng)力越高。決定尿布材料的穿透和平面平面導(dǎo)流性的主要因素有纖維纖度及纖維的排列結(jié)構(gòu)，以上層纖度較細(xì)纖網(wǎng)與下層纖度較粗纖網(wǎng)復(fù)合所得非織造尿布材料的平面平面導(dǎo)流性最好。以實(shí)驗(yàn)中風(fēng)機(jī)功率取額定功率65％，熱氣流溫度160℃為例，非織造布在熱氣流穿透加固過程中，單位面積纖網(wǎng)所受總的等效風(fēng)壓約為2.1Kpa;單位重量纖網(wǎng)所需要的理論吸熱量較實(shí)際耗能少，主要是因?yàn)?，不連續(xù)相的高孔隙率多孔介質(zhì)的對(duì)流傳熱形式較為復(fù)雜，且熔融潛熱和散熱