針刺非織造布性能的測試與分析

趙 博

(中原工學(xué)院，河南鄭州 450007)

針刺非織造布性能的測試與分析

趙 博

(中原工學(xué)院，河南鄭州 450007)

分析比較了不同試樣的定量、厚度、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、透濕量、透氣量之間關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，針刺非織造布材料的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率、透氣量、透濕量均與定量和厚度有一定關(guān)系，得出針刺非織造布具有獨(dú)特的性能，適合開發(fā)各類功能性產(chǎn)品，在紡織工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。

針刺非織造布 性能 測試 分析

在干法非織造布中，針刺法是最為重要的一種加工方法，其比重占到我國非織造行業(yè)的40%以上，針刺法非織造布生產(chǎn)線的年遞增率一直保持在25%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過非織造布總體發(fā)展水平。同時，與其它種類非織造布產(chǎn)品相比，針刺法非織造布產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度模量可調(diào)范圍廣，機(jī)械性能穩(wěn)定，耐久性突出，使得它在不同的領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，市場占有量越來越大，具有廣闊的發(fā)展前景。筆者通過測試非織造布試樣的厚度、面密度、拉伸性能、耐磨性能、透濕性、透氣性以及尺寸穩(wěn)定性等，分析了影響針刺非織造布的物理性能及力學(xué)性能的因素，對提高針刺非織造布產(chǎn)品的質(zhì)量具有一定的指導(dǎo)意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

該研究的實(shí)驗(yàn)材料是來自上海科格思過濾材料有限公司4種不同克重的滌綸針刺氈，試樣編號見表1所示。

表1 試樣編號及類別

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

采用厚度測試儀測織物的厚度，用織物強(qiáng)力儀測強(qiáng)力，用圓盤式織物平磨儀測耐磨性能，用數(shù)字式織物透氣量儀測透氣性，其它物理性能測試均采用有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的測試方法。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

溫度25℃，相對濕度65%。

1.4 實(shí)驗(yàn)儀器

Fast-1型厚度測試儀、電子天平、ZHX-600D型電子顯微鏡、YG026-250型多功能織物強(qiáng)力儀、Y522型圓盤式織物平磨儀、YG(B)461D型數(shù)字式織物透氣量儀等。

2 結(jié)果與討論

2.1 織物的定量和厚度

表2 、表3分別列出了試樣定量測試和厚度測試的結(jié)果，為節(jié)省篇幅，筆者只列出了5次重復(fù)測定次數(shù)下4個試樣的測試值，實(shí)際上共進(jìn)行了15次重復(fù)測定，總平均值即為15次測試的平均結(jié)果。

表2 針刺非織造布定量測試的結(jié)果

從表2和表3中可以看出，針刺法非織造材料的厚度隨定量(面密度)的增加而增加，其原因是:當(dāng)單位面積內(nèi)非織造布的定量增加時，纖維量增加，在單位面積內(nèi)纖維的堆積就會緊而厚，前者表現(xiàn)為非織造布的平均空隙度，其空隙度隨纖維量增加而變小，后者表現(xiàn)為非織造布的厚度，其厚度隨纖維量增加而增加。

表3 針刺非織造布厚度測試的結(jié)果

2.2 織物的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率

表4～7列出了1#～4#試樣經(jīng)過拉伸試驗(yàn)后各項(xiàng)性能的變化結(jié)果。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中共進(jìn)行了6次重復(fù)測試，現(xiàn)將前3次的測試結(jié)果列出，總平均值即為6次測試的平均值。

表4 1#試樣拉伸試驗(yàn)與性能變化

表5 2#試樣拉伸試驗(yàn)與性能變化

從表4、表5、表6和表7的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出:

a)隨著材料厚度和定量的增加，材料的各向強(qiáng)力都在增大;

b)材料的緯向強(qiáng)力＞經(jīng)向強(qiáng)力，但是隨著材料定量的增加，經(jīng)緯向強(qiáng)力比減小;

c)隨著材料定量和厚度的提高，材料經(jīng)向的初始模量增大。由于定量大，材料的厚度比較大，刺針刺入纖網(wǎng)的有效距離較大，故纖維的纏結(jié)和緊實(shí)的程度也提高，纖維的纏結(jié)作用是摩擦力集中發(fā)展的結(jié)果，從而使材料初始模量提高。初始模量越大，材料在較小外力作用下變形越困難，材料越挺括。但材料的緯向和斜向不符合這個規(guī)律。說明材料的初始模量受多個因素的影響。

表6 3#試樣拉伸試驗(yàn)與性能變化

表7 4#試樣拉伸試驗(yàn)與性能變化

2.3 織物的耐磨性

非織造布的耐磨性是指非織造布耐磨損或抵抗與另一物體摩擦而磨損的性能。表8列出了1#～4#試樣以及SMS熔噴非織造布、熔噴非織造口罩布、熔噴非織造吸油布、機(jī)織布等8個試樣重復(fù)測定5次時的耐磨性能結(jié)果，實(shí)際試驗(yàn)中共進(jìn)行了15試驗(yàn)，總平均值即為15次試驗(yàn)的平均值。

表8 針刺非織造材料耐磨性測試的結(jié)果

從表8可以看出，針刺非織造材料的耐磨性能比機(jī)織物和熔噴非織造材料好，這說明針刺非織造材料更適合在高強(qiáng)度場合下工作。由表8也可以看出，耐磨性能隨著厚度和定量(面密度)的增加而增加。定量和厚度愈大，材料的耐磨性就愈好。

2.6 織物的尺寸穩(wěn)定性

表9 列出了4個試樣受熱后尺寸變化的情況。試驗(yàn)結(jié)果為30次總平均值。

表9 尺寸穩(wěn)定性測試的結(jié)果

由于該實(shí)驗(yàn)采用的樣品是用于制作空氣濾袋的原料，長期工作在溫度高于100℃的環(huán)境下，所以要求材料在工作溫度下熱收縮率要小，否則會影響到產(chǎn)品的使用壽命。從表9可以看出，4種樣品的經(jīng)向熱收縮率等于1.0%，緯向熱收縮率等于1.0%，這與廠家給出的數(shù)據(jù)各向熱收縮率等于1.0%相吻合，說明4種樣品的熱收縮率合格。

2.7 織物的透濕性能

表10 列出了4種試樣透濕性能的測試結(jié)果，該結(jié)果為30次的總平均值。

表10 透濕性能測試的結(jié)果

非織造布透過水蒸氣的性能稱為透濕性。透濕實(shí)質(zhì)上是非織造布兩側(cè)存在一定相對濕度差的條件下，水蒸氣從相對濕度較高的一側(cè)朝相對濕度較低的一側(cè)擴(kuò)散的過程。由表10數(shù)據(jù)中可以看出，隨著針刺非織造材料的定量和厚度的增加，材料的透濕性降低。原因是針刺非織造材料的厚度和定量越大，纖維之間的空隙越少，所以材料的透氣性也就越低。

2.8 織物的透氣性能

表11 列出了4個試樣經(jīng)過透氣性測試的結(jié)果，總平均值為重復(fù)測試55次的平均值，為節(jié)省篇幅，筆者以前10次為例。

表11 透氣率測試的結(jié)果

透氣性是材料允許空氣從其微孔或間隙中擴(kuò)散過去的特性。由表11中也可以看出，隨著針刺非織造材料的定量和厚度的提高，材料的透氣性越低。原因是針刺非織造材料的厚度和定量(面密度)面密度越大，纖維之間的糾纏抱合加強(qiáng)，織物的緊密度提高，密度變大，單位面積內(nèi)的纖維根數(shù)增多，纖維之間的空隙減少，所以材料的透氣性也就越低。

3 結(jié)語

筆者對滌綸針刺材料的結(jié)構(gòu)特征、厚度、面密度、拉伸性能、耐磨性能、透氣性、透濕性及尺寸穩(wěn)定性進(jìn)行了測試與比較，結(jié)果表明:滌綸針刺非織造布的厚度和克重與透氣性、透濕性成反比;與其拉伸強(qiáng)度和耐磨性成正比;厚度越厚，克重越大，則其透氣性越差，透濕性越差;厚度越薄，克重越小則其拉伸強(qiáng)度越小，耐磨性能越差;4種樣品的經(jīng)向熱收縮率等于1.0%，緯向熱收縮率等于1.0%，這與廠家給出的數(shù)據(jù)各向熱收縮率等于1.0%相吻合，說明4種樣品的熱收縮率合格。

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Testing and analysis the performances of needling nonowoven

Zhao Bo
(Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou Henan 450007，China)

This paper analyses and compares of relationships of the different samples weight，the thickness，the breaking strength，the breaking elongation，the wear resistance，the dimensional stability，the amount of breathable，and thr water vapor permeability.etc.It was found that there are certain relationships between the nonowoven material breaking strength，the breaking elongation，the amount of breathable，moisture permeability and thickness of the volume and weight.So the needling nonwovens have unique properties.It is suitable for development the various functional products in the testile industry on a wide range of application.

needling nonwoven;performance;test;analysis

TS174

B

1006-334X(2012)03-0042-04

2012-04-10;

2012-08-16

趙博(1966—)，男，河南南陽人，碩士，主要從事非織造布技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)研究工作。