CA/CS/PTV功能性水刺面膜基布的制备与性能研究

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针对消费者对贴式面膜基布功能性需求的细分化,面膜基布市场的扩大化,本课题以柔软亲肤的醋酸纤维(CA),天然抑菌可吸附重金属离子的壳聚糖纤维(CS),感知外界温度变化自动进行调温的相变粘胶纤维(PTV)为原料,利用水刺工艺制备抗菌、调温、吸附有害金属离子的绿色环保型贴式面膜基布。本课题首先对三种纤维原料的性能进行探究,依据控制变量法将纤维按不同混比、克重、压强水刺制备面膜基布,并对基布相关性能测试分析,以此制备优化组。通过对优化组基布的调温性和金属离子吸附性进行分析,利用正交试验极差分析法对基布上述功能进行工艺优化,并以MATLAB程序分析各因素对基布性能的影响程度。具体内容如下:(1)对三种纤维的干湿态拉伸性能、摩擦性能、质量比电阻、卷曲性、回潮率、抗菌性测试分析得出:干湿态下,CA强力最低。CS摩擦系数最小,成网时纤维间不易缠结抱合。CA和CS的质量比电阻较大,梳理时易产生静电。CA吸湿性最差,加工过程中易产生静电现象,应注意调湿。CS对大肠杆菌的抑菌率高达90%以上,抗菌性最好,CA对大肠杆菌的抑菌率高达80%以上,PTV无抗菌性;(2)依据纤维性能测试结果将三种纤维按照五种不同混比、克重、压强,经开松、梳理、铺网、水刺制备贴式面膜基布。为实现资源合理化利用,达到基布“隐形”效果,制备工艺参数为,纤维混比CA:CS:PTV=90:5:5、80:10:10、70:15:15、60:20:20、50:25:25,基布克重40 g/m~2、55 g/m~2、70 g/m~2、85 g/m~2、100 g/m~2,水刺压力1Mpa、2Mpa、3Mpa、4Mpa、5Mpa;(3)对基布的厚度、表观形态、力学性能、透气透湿透光性、柔软性、保水率、DSC、抗菌性、金属离子吸附性测试分析发现,制备的基布满足基本使用要求,且具备双向调温功能,温度调节范围与人体面部温度变化一致,符合基布的使用舒适感需求;除CA/CS/PTV=80:10:10、90:5:5两组外,其他基布组抗菌性均符合GB15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》;基布的离子吸附性由壳聚糖纤维与金属离子发生螯合反应实现,离子吸附效果主要受到壳聚糖纤维占比的影响。为提高基布的整体性能,满足抗菌、调温、吸附金属离子的要求,基布克重应>55 g/m~2、2Mpa<水刺强力≤5Mpa、CS比例>10%;(4)参照上述试验结论对优化组基布的工艺参数进行设定,纤维混比CA:CS:PTV=70:15:15、60:20:20、50:25:25,基布克重70 g/m~2、85 g/m~2、100 g/m~2,水刺压力2Mpa、3Mpa、4Mpa,通过单因素试验分析在不同混比、克重、水刺压强的影响下基布的调温性能、离子吸附性的变化情况,依此利用正交试验极差分析法对基布的调温性能和离子吸附性进行工艺参数优化,得出调温性能的最佳工艺参数为CA:CS:PTV=50:25:25、克重85 g/m~2、水刺压力4Mpa,离子吸附性的最佳工艺参数为CA:CS:PTV=50:25:25、克重55 g/m~2、水刺压4Mpa。MATLAB程序方差分析法对纤维混比、克重、水刺压力进行显著性检验得出纤维混比是影响基布上述性能的最关键因素。
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