针刺非织造布性能的测试与分析

赵 博

(中原工学院，河南郑州 450007)

针刺非织造布性能的测试与分析

赵 博

(中原工学院，河南郑州 450007)

分析比较了不同试样的定量、厚度、断裂强力、断裂伸长率、耐磨性、尺寸稳定性、透湿量、透气量之间关系。实验发现，针刺非织造布材料的断裂强力、断裂伸长率、透气量、透湿量均与定量和厚度有一定关系，得出针刺非织造布具有独特的性能，适合开发各类功能性产品，在纺织工业上有广泛的应用。

针刺非织造布 性能 测试 分析

在干法非织造布中，针刺法是最为重要的一种加工方法，其比重占到我国非织造行业的40%以上，针刺法非织造布生产线的年递增率一直保持在25%左右，远远超过非织造布总体发展水平。同时，与其它种类非织造布产品相比，针刺法非织造布产品的拉伸强度模量可调范围广，机械性能稳定，耐久性突出，使得它在不同的领域的应用广泛，市场占有量越来越大，具有广阔的发展前景。笔者通过测试非织造布试样的厚度、面密度、拉伸性能、耐磨性能、透湿性、透气性以及尺寸稳定性等，分析了影响针刺非织造布的物理性能及力学性能的因素，对提高针刺非织造布产品的质量具有一定的指导意义。

1 实验

1.1 实验材料

该研究的实验材料是来自上海科格思过滤材料有限公司4种不同克重的涤纶针刺毡，试样编号见表1所示。

表1 试样编号及类别

1.2 实验方法

采用厚度测试仪测织物的厚度，用织物强力仪测强力，用圆盘式织物平磨仪测耐磨性能，用数字式织物透气量仪测透气性，其它物理性能测试均采用有关国家标准的测试方法。

1.3 实验条件

温度25℃，相对湿度65%。

1.4 实验仪器

Fast-1型厚度测试仪、电子天平、ZHX-600D型电子显微镜、YG026-250型多功能织物强力仪、Y522型圆盘式织物平磨仪、YG(B)461D型数字式织物透气量仪等。

2 结果与讨论

2.1 织物的定量和厚度

表2 、表3分别列出了试样定量测试和厚度测试的结果，为节省篇幅，笔者只列出了5次重复测定次数下4个试样的测试值，实际上共进行了15次重复测定，总平均值即为15次测试的平均结果。

表2 针刺非织造布定量测试的结果

从表2和表3中可以看出，针刺法非织造材料的厚度随定量(面密度)的增加而增加，其原因是:当单位面积内非织造布的定量增加时，纤维量增加，在单位面积内纤维的堆积就会紧而厚，前者表现为非织造布的平均空隙度，其空隙度随纤维量增加而变小，后者表现为非织造布的厚度，其厚度随纤维量增加而增加。

表3 针刺非织造布厚度测试的结果

2.2 织物的断裂强力和断裂伸长率

表4～7列出了1#～4#试样经过拉伸试验后各项性能的变化结果。实际实验中共进行了6次重复测试，现将前3次的测试结果列出，总平均值即为6次测试的平均值。

表4 1#试样拉伸试验与性能变化

表5 2#试样拉伸试验与性能变化

从表4、表5、表6和表7的实验数据可以看出:

a)随着材料厚度和定量的增加，材料的各向强力都在增大;

b)材料的纬向强力＞经向强力，但是随着材料定量的增加，经纬向强力比减小;

c)随着材料定量和厚度的提高，材料经向的初始模量增大。由于定量大，材料的厚度比较大，刺针刺入纤网的有效距离较大，故纤维的缠结和紧实的程度也提高，纤维的缠结作用是摩擦力集中发展的结果，从而使材料初始模量提高。初始模量越大，材料在较小外力作用下变形越困难，材料越挺括。但材料的纬向和斜向不符合这个规律。说明材料的初始模量受多个因素的影响。

表6 3#试样拉伸试验与性能变化

表7 4#试样拉伸试验与性能变化

2.3 织物的耐磨性

非织造布的耐磨性是指非织造布耐磨损或抵抗与另一物体摩擦而磨损的性能。表8列出了1#～4#试样以及SMS熔喷非织造布、熔喷非织造口罩布、熔喷非织造吸油布、机织布等8个试样重复测定5次时的耐磨性能结果，实际试验中共进行了15试验，总平均值即为15次试验的平均值。

表8 针刺非织造材料耐磨性测试的结果

从表8可以看出，针刺非织造材料的耐磨性能比机织物和熔喷非织造材料好，这说明针刺非织造材料更适合在高强度场合下工作。由表8也可以看出，耐磨性能随着厚度和定量(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 织物的尺寸稳定性

表9 列出了4个试样受热后尺寸变化的情况。试验结果为30次总平均值。

表9 尺寸稳定性测试的结果

由于该实验采用的样品是用于制作空气滤袋的原料，长期工作在温度高于100℃的环境下，所以要求材料在工作温度下热收缩率要小，否则会影响到产品的使用寿命。从表9可以看出，4种样品的经向热收缩率等于1.0%，纬向热收缩率等于1.0%，这与厂家给出的数据各向热收缩率等于1.0%相吻合，说明4种样品的热收缩率合格。

2.7 织物的透湿性能

表10 列出了4种试样透湿性能的测试结果，该结果为30次的总平均值。

表10 透湿性能测试的结果

非织造布透过水蒸气的性能称为透湿性。透湿实质上是非织造布两侧存在一定相对湿度差的条件下，水蒸气从相对湿度较高的一侧朝相对湿度较低的一侧扩散的过程。由表10数据中可以看出，随着针刺非织造材料的定量和厚度的增加，材料的透湿性降低。原因是针刺非织造材料的厚度和定量越大，纤维之间的空隙越少，所以材料的透气性也就越低。

2.8 织物的透气性能

表11 列出了4个试样经过透气性测试的结果，总平均值为重复测试55次的平均值，为节省篇幅，笔者以前10次为例。

表11 透气率测试的结果

透气性是材料允许空气从其微孔或间隙中扩散过去的特性。由表11中也可以看出，随着针刺非织造材料的定量和厚度的提高，材料的透气性越低。原因是针刺非织造材料的厚度和定量(面密度)面密度越大，纤维之间的纠缠抱合加强，织物的紧密度提高，密度变大，单位面积内的纤维根数增多，纤维之间的空隙减少，所以材料的透气性也就越低。

3 结语

笔者对涤纶针刺材料的结构特征、厚度、面密度、拉伸性能、耐磨性能、透气性、透湿性及尺寸稳定性进行了测试与比较，结果表明:涤纶针刺非织造布的厚度和克重与透气性、透湿性成反比;与其拉伸强度和耐磨性成正比;厚度越厚，克重越大，则其透气性越差，透湿性越差;厚度越薄，克重越小则其拉伸强度越小，耐磨性能越差;4种样品的经向热收缩率等于1.0%，纬向热收缩率等于1.0%，这与厂家给出的数据各向热收缩率等于1.0%相吻合，说明4种样品的热收缩率合格。

［1］郭秉臣.非织造布的性能与测试［M］.北京:中国纺织出版社，1997.

［2］于伟东.纺织材料学［M］.北京:中国纺织出版社，2006.

［3］郭秉臣.非织造布学［M］.北京:中国纺织出版社，2002.

［4］刘呈坤，马建伟.非织造布过滤材料的性能测试及产品应用［J］.非织造布，2005，13(1):30-34.

［5］冯学本.针刺法非织造布工艺技术与质量控制［M］.北京:中国纺织出版社，2008.

［6］余序芬.纺织材料实验技术［M］.北京:中国纺织出版社，2004:242-245.

［7］李卿，王伟民.涤纶纺粘针刺非织造布的工艺过程［J］.非织造布，2003，11(3):8-22.

［8］刘丽芳.针刺工艺参数对非织造织物性能的影响［J］.纺织导报，2003，(5):15-16.

［9］张哲.针刺工艺影响产品克重的原因分析与控制［J］.非织造布，2003，11(2):19-21.

［10］朱冰，靳向煜.针刺复合材料的过滤性能研究［J］.非织造布，2010，18(4):31-35.

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

赵博(1966—)，男，河南南阳人，硕士，主要从事非织造布技术和产品的开发研究工作。