几种水刺非织造布性能的测试与分析

几种水刺非织造布性能的测试与分析

作者：赵博

来源：《浙江纺织服装职业技术学院学报》2018年第01期

摘要：测试了水刺非织造布的性能，通过对比几种水刺非织造布的测试结果，分析比较了不同试样的纤网结构、厚度、面密度、透气性、透湿性、力学性能、断裂强力、断裂伸长率、顶破强度、耐磨性、尺寸稳定性、拒水性、硬挺度等，实验发现非织造布材料的断裂强力、断裂伸长率，透气性、透湿性、尺寸稳定性、拒水性、硬挺度等均与面密度和厚度有一定关系，得出水刺非织造布材料具有独特的性能，适合开发各类功能性产品，在医用等方面有着广泛的应用前景。

关键词：水刺非织造布；工艺流程；生产特点；工艺原理；性能；测试；分析

中图分类号：TS176 文献标识码：C 文章编号：1674-2346（2018）01-0011-07

1 前言

水刺法的加工特点是能有效地利用各种纤维，从中长纤维、漂白棉、蚕丝、合成纤维到木浆纤维都可以加工，产品手感柔软；可以保护纤维本身的性能，纤维不会受到损伤；大多数产品不使用粘合剂，具有良好的卫生性；外观近似于传统纺织品，具有良好的悬垂性、柔软性和吸水性，且不易掉绒毛；在相对纤维和相同定量情况下，其断裂强度能达到纺织品面料的70%～80%；可以加工复合基布，亦可以形成不同的花纹。水刺法非织造布具有无化学添加剂、无环境污染、不含杂质、吸湿性好、手感柔软、强力高、吸湿透气等特点，表观性能和手感与传统纺织品非常接近[1-3]。目前，水刺产品主要用于医疗用品、家庭生活用品和服装装饰布等方面，例如生活当中常见的湿面巾、擦手巾等。水刺法非织造布材料的品种较多，使用范围较广，为了对水刺法非织造布的性能和特点有一个较为详细的了解，本文结合实际生产过程，测试和分析了影响几种水刺法非织造布基本性能的因素，为进一步设计、开发和提高产品质量提供参考依据。

2 试验条件

2.1 水刺设备的组成

水刺系统由预湿器、水刺头、输送网帘、脱水装置、烘燥装置及水处理系统等组成。

2.2 水刺法的原理

水刺法采用高压产生的多股微细水射流喷射纤网。水射流穿过纤网后，受托持网帘的反弹，再次穿插纤网。由此，纤网中纤维在不同方向高速水射流穿插的水力作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，从而使纤网得到加固。[4]

生产的工艺流程：开松→混合→梳理→铺网→牵伸→水刺→烘干→卷取

加工水刺非织造布的关键设备：采用自动称量混合→多重喂料机→输送帘+混合辊→开松机→储棉箱→喂棉箱→梳理机→交叉铺网机→多辊牵伸机→水刺机→烘干机→卷绕机→分切机→成包。

2.3 试验方法

采用数字式三维电子显微镜对测试材料中纤维分布及纤维细度进行观察及测量，使用厚度测试仪测量织物的厚度，采用织物强力仪测量强力，使用织物透气量仪测量透气性能等，其它物理性能测试均采用有关国家标准的测试方法。

2.4 试验条件

温度25℃，相对湿度65%。

2.5 试验仪器

数字式三维测量纤维系统VHX-600型电子显微镜、Fast-1型厚度测试仪、FA2004型电子天平、FAST-1压缩性测试仪、YG065-250多功能织物强力仪、Y522织物磨损试验机、

YG601-Ⅰ/Ⅱ型电脑式织物透湿仪、透湿杯、电子天平、ZHX-600D型电子显微镜、Y522型圆盘式织物平磨仪、VHX-600型数字式三维电子显微镜、YG（B）141D型厚度测试仪、

YG501N-Ⅱ型纺织品透湿量仪、YG（B）461D（N）型数字式织物透气量仪、平板式保温仪、GZX-9140MBE型电热鼓风干燥箱等。

2.6 试验材料

本次试验选用了4种水刺非织造布材料，试样编号及品种见表1。

规格：1#试样CR252：20%粘胶、80%涤纶，平纹；2#试样CR580：50%粘胶、50%涤纶，平纹；3#试样WP21-82-68：80%粘胶、20%涤纶，其中下标“2”代表粘胶，下标“1”代表涤纶，W代表网眼，P代表平纹；4#试样WP21-65/35-78：65%粘胶、35%涤纶，下标“2”代表粘胶，下标“1”代表涤纶，W代表网眼，P代表平纹。

3 性能测试结果与分析[5-12]

3.1 材料的形态结构

材料的形态结构实验采用数字式三维测量纤维系统VHX-600型电子显微镜，分别在200、400、1000倍放大情况下观察4 种水刺非织造布材料的纤维形态结构分布，观测到的试样微观状态下的水刺非织造布内部纤维结构如图1～图12所示。

分析图1～图12可以得到如下结论：

1）样品中的短纤维均是纠结交缠在一起，呈无规则形状排列，这与水刺的工艺机理是相吻合的。

2）样品在1000倍电镜下可以明显看到有2种不同纤维纠缠在一起，一种单纤维在扫描下呈类似不规则的锯齿状，另一种则较为均匀光滑。呈不规则锯齿状的纤维为粘胶纤维，其独特的皮芯结构在电镜下呈现出与涤纶完全不同的风格。

3）在相同的倍率下4种规格的水刺非织造布结构类似，但并不相同，这可能与这4种非织造布的粘胶和涤纶含量不同有关，造成其面密度不同，在显微镜下纤维的稀疏程度有所异同。

4）同种规格水刺非织造布不同倍率下形态清晰，纤网结实，有些单纤维穿插在纤维束之中。这是样品在形成过程中由于水针的冲击作用产生的水柱冲击力和反弹力使纤维在其交结处逐渐收缩形成的结，从而使纤维在这些结之间形成一种立体包覆网，纤维既是被包覆着，又是包覆的构成体。这一现象直接说明了水刺法非织造布在生产过程中水针作用下的纤维缠结机理。

5）不同规格水刺样品相同倍率下的纤维孔隙大小不甚相同，这对其各自的产品透气率会产生一定的影响。

3.2 材料的厚度（表2）

由表2可知，1#样品CR252最薄，4#样品WP21-65/35-78最厚，2#和3#样品厚度接近。由表2、表3可以看出，材料的厚度与面密度大小具有正相关的关系，当面密度的增大时，其厚度增加；反之，厚度减小。

3.3 材料的面密度（表3）

由表3可知，4种样品面密度数值大小规律与厚度规律一致，1#最小，4#最大，2#和3#基本接近，这也间接说明了克重、厚度与面密度的关系，克重越大织物越厚，越小则织物越薄。

3.4 材料的断裂强力（表4）

由表4可以看出：1）水刺非织造布的断裂强力与材料的厚度、面密度以及纤维中涤纶纤维的含量有关，厚度越厚，克重越大，非织造布的断裂强力就越大。2）涤纶的强力大，粘胶纤维的强力小，随着涤纶纤维含量越高，非织造布的断裂强力就越大；反之，断裂强力越小。3）断裂伸长量越低的材料，其在拉伸时表现得就越为“脆弱”，更容易被拉断。4）水刺非织造布内部纤维结构的抱合紧密程度对材料的断裂强力有很大的影响。