非织造学 第二章 非织造用纤维原料
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纤维的热学性能
纤维类型 棉 羊毛 蚕丝 聚酰胺6 聚酰胺66 聚酯 聚丙烯腈 聚乙烯醇
聚丙烯 聚氯乙烯 聚乙烯
软化点（℃）
— — — 180 225 235～240 190～240 干态220～230 热水110～118 145～150 90～100 110～115
熔点（℃）
— — — 215 253 256 — —
一、纤维的特性对非织造材料性能的影响 1.纤维长度及长度分布：细度↓长度↑→非织造材料强度↑ 2.纤维线密度： 3.纤维卷曲度：纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性 4.纤维截面形状： 过滤材料采用多叶截面，孔径↓，表面积↑，非织造材料强度 ↑ 5.纤维表面摩擦系数： 影响强度，影响加工工艺性，如静电、针刺力等。
纤维截面形状
二、纤维的物理机械性能和化学性能对非织造材料 性能的影响 ⒈纤维的物理机械性能(包括断裂强力和伸长、初始 模量、弹性恢复性等) ⒉纤维的吸湿性能 ⒊纤维的热学性能 ⒋纤维的化学性能
拉伸性能是纤维最重要的机械性能亦称力学性能。 表示材料拉伸过程受力与变形的关系曲线，称为拉伸 曲线，也可用应力--应变曲线表示。
不同成网工艺对纤维长度的要求
成网方法
纤维长度范围/mm
一般情况
特殊情况
普通造纸机上湿法成 网
非织造湿法成网机成 网
气流成网 机械梳理成网
1.5～3.5(个别可至
8) 5～20 4～60 10～150
至5(个别可至15) 至30
1～150 8～300
在机械成网、气流成网过程中，纤维要受到多次机械力的 作用，因此纤维必须具有一定的强度、伸长度及耐磨性。
纤维的吸湿性能
纤维类型
棉 苎麻 细羊毛 桑蚕丝 普通粘胶 富强粘胶 聚酰胺6 聚酰胺66 聚酯 聚丙烯腈 聚乙烯醇 聚丙烯
回潮率%(空气温度20℃ ，相对湿度65%)
7～8 2～13 15～17 8～9 13 ～ 15 12 ～ 14 3.5 ～ 5 4.2 ～ 4.5 0.4 ～ 0.5 1.2 ～ 2 4.5 ～ 5
纤维的吸湿性能
纤维吸湿性指纤维在吸收空气中气相水分或水溶液中液 相水分的能力。不同结构的纤维，吸收水分的能力不同， 一般来说，吸湿性好的纤维构成的纤网有利于粘合剂在纤 网中的均匀分散，粘合效果好。吸湿性好的纤维在水刺过 程中易于缠结，可提高最终非织造材料的机械性能。
在干法成网和针刺加固中，纤维吸湿过低，纤维易打断 且易产生静电，吸湿过高，纤维又易于缠绕机械。
在使用合成纤维时，由于纤维的含湿量极低，受到机构作 用后易产生静电。轻则影响成网均匀度，重则使梳理成网工 序无法进行。
纤维静电电位序列：羊毛、聚酰胺、粘胶、棉、丝、醋酸 纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯 纤维、聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维。静电电位差别大的纤 维相混，可减少静电。
浸渍粘合法非织造材料与其采用纤维的应力－应变 曲线相似。
浸渍粘合法非织造材料应力－应变曲线与粘合剂应 力－应变曲线的比较。
纤维的物理机械性能
σ
σ
粘胶纤维 聚酰胺纤维
羊毛 浸渍粘合法非织造材料 ε
聚酰胺纤维
粘胶纤维 羊毛
纤维
ε
纤维的物理机械性能
σ
丁腈粘合剂
σ
聚丙烯酸乙酯粘合剂 聚丙烯酸丁酯
ε 浸渍粘合法非织造材料
纤维原料对非织造材料性能的影响
二、纤维选用的原则 (一)非织造材料的性能要求 如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。 (二)成网与纤网加固对纤维原料的要求 1.成网加工对纤维原料的要求：
在干法或湿法成网加工中，对纤维原料的要求主要考虑 纤维的长度、线密度、密度、纤维摩擦因数、卷曲度、强 度、耐热性、导电性、均一性等。其中最重要的参数是纤 维长度和线密度。 2.纤网加固工艺对纤维原料的要求： (三)产品的成本
在针刺和水刺非织造材料、无纱线纤网型缝编法非织造材 料等结构中，部分纤维以纤维束的楔柱或者线圈状结构存在 于非织造材料中，起着加固纤网的作用。
三、纤维形成非织造材料的粘合成分 wenku.baidu.com大多数热粘合非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在
热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。 在溶剂粘合法非织造材料中，部分纤维在溶剂作用下溶解
或膨润，起到与其它纤维相互粘合的作用。
四、纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的 热熔粘合成分
在双组分合成纤维制成的热粘合法非织造材料中，双组 分纤维既作为材料的基本结构亦称主体结构，同时处于纤维交 叉点的两根双组分纤维的外壳部分又因热熔而相互粘合，成为 纤网的粘合成分。
§2-2 纤维与非织造材料性能的关系
分解点（℃） 玻璃化温度（℃）
150 135 150 — — — 280～300 —
— — — 47.65 82 80.90 90 85
163～175 310
200
—
82
125～130
§2-3 纤维选用的原则
一、天然纤维与化学纤维的比较： ⒈多数化学纤维的物理机械性能高于天然纤维。 ⒉天然纤维和部分化学纤维具有可降解性。 ⒊化学纤维含杂少，可简化纤维准备工序。 ⒋差别化、功能性的化学纤维可满足非织造材料的特 殊要求。 ⒌化学纤维细度、长度的一致性较好，并可按非织造 生产工艺的要求进行控制。
丁腈 聚丙烯酸乙酯 聚丙烯酸丁酯
ε 粘合剂
纤维的物理机械性能
纤维强度利用系数可用下式来表示：
K p 100% B m
式中：K－纤维强度利用系数； P －非织造材料的强度；
B－单纤维强力；
K p 100%
m －通过非织造材料1cm2截面的纤维根数B 。m
通常，粘合法非织造材料的纤维强度利用系数不超过20%， 针刺法非织造材料的纤维强度利用系数可达30%，而普通 机织物的纤维强度利用系数高达40～50%。
第二章 非织造用纤维原料
§2.1 纤维在非织造材料中的作用 §2.1 纤维与非织造材料性能的关系 §2.3 纤维选用的原则 §2.4 非织造常用纤维 §2.5 非织造用特种纤维
§2-1 纤维在非织造材料中的作用
一、纤维形成非织造材料的基本结构 对于大多数粘合法非织造材料，针刺、水刺加固非织造材
料，纺丝成网法非织造材料，湿法非织造材料，纤网型缝编 法非织造材料，纤维以网状形式构筑成非织造材料的主体结 构，纤维在这种非织造材料中的比重从一半以上直至百分之 百。 二、纤维形成非织造材料的加固成分
纤维的热学性能
纤维类型 棉 羊毛 蚕丝 聚酰胺6 聚酰胺66 聚酯 聚丙烯腈 聚乙烯醇
聚丙烯 聚氯乙烯 聚乙烯
软化点（℃）
— — — 180 225 235～240 190～240 干态220～230 热水110～118 145～150 90～100 110～115
熔点（℃）
— — — 215 253 256 — —
一、纤维的特性对非织造材料性能的影响 1.纤维长度及长度分布：细度↓长度↑→非织造材料强度↑ 2.纤维线密度： 3.纤维卷曲度：纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性 4.纤维截面形状： 过滤材料采用多叶截面，孔径↓，表面积↑，非织造材料强度 ↑ 5.纤维表面摩擦系数： 影响强度，影响加工工艺性，如静电、针刺力等。
纤维截面形状
二、纤维的物理机械性能和化学性能对非织造材料 性能的影响 ⒈纤维的物理机械性能(包括断裂强力和伸长、初始 模量、弹性恢复性等) ⒉纤维的吸湿性能 ⒊纤维的热学性能 ⒋纤维的化学性能
拉伸性能是纤维最重要的机械性能亦称力学性能。 表示材料拉伸过程受力与变形的关系曲线，称为拉伸 曲线，也可用应力--应变曲线表示。
不同成网工艺对纤维长度的要求
成网方法
纤维长度范围/mm
一般情况
特殊情况
普通造纸机上湿法成 网
非织造湿法成网机成 网
气流成网 机械梳理成网
1.5～3.5(个别可至
8) 5～20 4～60 10～150
至5(个别可至15) 至30
1～150 8～300
在机械成网、气流成网过程中，纤维要受到多次机械力的 作用，因此纤维必须具有一定的强度、伸长度及耐磨性。
纤维的吸湿性能
纤维类型
棉 苎麻 细羊毛 桑蚕丝 普通粘胶 富强粘胶 聚酰胺6 聚酰胺66 聚酯 聚丙烯腈 聚乙烯醇 聚丙烯
回潮率%(空气温度20℃ ，相对湿度65%)
7～8 2～13 15～17 8～9 13 ～ 15 12 ～ 14 3.5 ～ 5 4.2 ～ 4.5 0.4 ～ 0.5 1.2 ～ 2 4.5 ～ 5
纤维的吸湿性能
纤维吸湿性指纤维在吸收空气中气相水分或水溶液中液 相水分的能力。不同结构的纤维，吸收水分的能力不同， 一般来说，吸湿性好的纤维构成的纤网有利于粘合剂在纤 网中的均匀分散，粘合效果好。吸湿性好的纤维在水刺过 程中易于缠结，可提高最终非织造材料的机械性能。
在干法成网和针刺加固中，纤维吸湿过低，纤维易打断 且易产生静电，吸湿过高，纤维又易于缠绕机械。
在使用合成纤维时，由于纤维的含湿量极低，受到机构作 用后易产生静电。轻则影响成网均匀度，重则使梳理成网工 序无法进行。
纤维静电电位序列：羊毛、聚酰胺、粘胶、棉、丝、醋酸 纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯 纤维、聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维。静电电位差别大的纤 维相混，可减少静电。
浸渍粘合法非织造材料与其采用纤维的应力－应变 曲线相似。
浸渍粘合法非织造材料应力－应变曲线与粘合剂应 力－应变曲线的比较。
纤维的物理机械性能
σ
σ
粘胶纤维 聚酰胺纤维
羊毛 浸渍粘合法非织造材料 ε
聚酰胺纤维
粘胶纤维 羊毛
纤维
ε
纤维的物理机械性能
σ
丁腈粘合剂
σ
聚丙烯酸乙酯粘合剂 聚丙烯酸丁酯
ε 浸渍粘合法非织造材料
纤维原料对非织造材料性能的影响
二、纤维选用的原则 (一)非织造材料的性能要求 如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。 (二)成网与纤网加固对纤维原料的要求 1.成网加工对纤维原料的要求：
在干法或湿法成网加工中，对纤维原料的要求主要考虑 纤维的长度、线密度、密度、纤维摩擦因数、卷曲度、强 度、耐热性、导电性、均一性等。其中最重要的参数是纤 维长度和线密度。 2.纤网加固工艺对纤维原料的要求： (三)产品的成本
在针刺和水刺非织造材料、无纱线纤网型缝编法非织造材 料等结构中，部分纤维以纤维束的楔柱或者线圈状结构存在 于非织造材料中，起着加固纤网的作用。
三、纤维形成非织造材料的粘合成分 wenku.baidu.com大多数热粘合非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在
热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。 在溶剂粘合法非织造材料中，部分纤维在溶剂作用下溶解
或膨润，起到与其它纤维相互粘合的作用。
四、纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的 热熔粘合成分
在双组分合成纤维制成的热粘合法非织造材料中，双组 分纤维既作为材料的基本结构亦称主体结构，同时处于纤维交 叉点的两根双组分纤维的外壳部分又因热熔而相互粘合，成为 纤网的粘合成分。
§2-2 纤维与非织造材料性能的关系
分解点（℃） 玻璃化温度（℃）
150 135 150 — — — 280～300 —
— — — 47.65 82 80.90 90 85
163～175 310
200
—
82
125～130
§2-3 纤维选用的原则
一、天然纤维与化学纤维的比较： ⒈多数化学纤维的物理机械性能高于天然纤维。 ⒉天然纤维和部分化学纤维具有可降解性。 ⒊化学纤维含杂少，可简化纤维准备工序。 ⒋差别化、功能性的化学纤维可满足非织造材料的特 殊要求。 ⒌化学纤维细度、长度的一致性较好，并可按非织造 生产工艺的要求进行控制。
丁腈 聚丙烯酸乙酯 聚丙烯酸丁酯
ε 粘合剂
纤维的物理机械性能
纤维强度利用系数可用下式来表示：
K p 100% B m
式中：K－纤维强度利用系数； P －非织造材料的强度；
B－单纤维强力；
K p 100%
m －通过非织造材料1cm2截面的纤维根数B 。m
通常，粘合法非织造材料的纤维强度利用系数不超过20%， 针刺法非织造材料的纤维强度利用系数可达30%，而普通 机织物的纤维强度利用系数高达40～50%。
第二章 非织造用纤维原料
§2.1 纤维在非织造材料中的作用 §2.1 纤维与非织造材料性能的关系 §2.3 纤维选用的原则 §2.4 非织造常用纤维 §2.5 非织造用特种纤维
§2-1 纤维在非织造材料中的作用
一、纤维形成非织造材料的基本结构 对于大多数粘合法非织造材料，针刺、水刺加固非织造材
料，纺丝成网法非织造材料，湿法非织造材料，纤网型缝编 法非织造材料，纤维以网状形式构筑成非织造材料的主体结 构，纤维在这种非织造材料中的比重从一半以上直至百分之 百。 二、纤维形成非织造材料的加固成分