粘胶纤维水刺非织造布的性能测试与研究

1 前言

通过喷射到多层细密纤维网上的高压水流，使得纤维抱缠粘结获得相对的纤网强力，从而形成织物，这种织物叫做水刺无纺布或者水刺非织造布。近年来，由于技术进步，水刺非织造布因具有较强的吸水透气性、悬垂性和光滑柔顺的手感等特征，愈来愈受到人们的欢迎，成为愈发有竞争力的纺织产品。并且，水刺非织造布由于产量高、成本低、品质好等特点，已被逐步广泛应用。

在各种非织造加工工艺中，水刺法是发展最快，且具有良好发展前景的生产工艺之一。为了对粘胶纤维水刺法非织造布的性能有详细了解，本文结合实际生产过程，对几种粘胶纤维水刺法非织造布进行了测试，分析了影响几种水刺法非织造布基本性能的因素，为提高企业产品的质量提供一定的参考价值。

2 水刺非织造布的工艺过程

2.1 工艺原理与流程

水刺非织造布的工艺过程：首先对纤网进行梳理，然后对其进行预润湿，进而排出纤网内的空气，接着使用水刺头喷水板喷出高速水流，对托网帘上的纤网进行持续高压喷射，使得纤网中纤维发生位移，并且互相缠结、抱合，从而使得纤网得到加固。同时为了节约水资源和成本，使用后的水进入水循环系统，以便重复利用（通过真空吸水箱）。其工艺原理如图1 所示。

图1 水刺工艺流程原理

2.2 水刺设备的组成 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。

2.3 水刺法工艺流程及原理

其工艺流程为：原料准备→开松、混合→梳理成网→铺网→牵伸→预湿→正反水刺→水循环→预烘燥→后整理→烘燥→卷绕→包装。

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。

3 试验条件

3.1 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观察及测量，使用厚度测试仪测织物的厚度，采用织物强力仪测强力，使用织物透气量仪测透气性能等，其它物理性能测试均采用有关国家标准的测试方法。

3.2 试验条件 温度25℃，相对湿度65%。

3.3 试验仪器 XDP-1 型织物悬垂性测试仪、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、YG065H 电子织物强力仪、YG065-250 多功能织物强力仪、Y522 织物磨损试验机、LLY-01B 电脑控制硬挺度仪、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、YG (B) 461D 型数字式织物透气量仪等。

4 性能测试与分析

4.1 试验材料 4 种样品均为水刺非织造布材料。编号如表1 所示。

表1 试样编号试样编号 1# 2# 3# 4#类别 粘胶纤维水刺布

4.2 实验步骤

4.3 材料的微观形态结构

分别在500、1000 倍放大情况下观察纤维排列 (图2)，然后进行对比和分析。

图2 4 种水刺非织造布材料的微观形态结构

试样纤维直径测量值见表2。

表2 试样纤维直径测量值1# 2# 3# 4#1 2 3 4 13.78 m 13.47 m 15.77 m 12.49 m 17.98 m 16.83 m 18.95 m 14.76 m 14.42 m 15.67 m 16.03 m 14.32 m 12.43 m 11.89 m 11.72 m 12.71 m注：实验数据为4 次。

从测得的数据和激光显微镜的观测结果中，可以发现这4 种试样的纤维直径大小较为均一，最大值与最小值差异并不算太大，4#试样的纤维直径最小，2#试样的纤维直径最大。

从显微镜500 倍观测中可以发现4 种试样纤维的表面都没有杂质附着，这也印证了这4 种试样都是通过水刺加固形成的，并且在这4 种试样中，仅1#试样纤维排列整齐均一，属于平行铺网，其余3 种试样中，2#试样、4#试样仍能看出纤维排布规律，属于交叉铺网，而3#试样排布杂乱无章，毫无规律可言，为机械杂乱铺网。

从1000 倍放大观测图中不难发现，2#试样与3#试样纤维数量较1#试样与4#试样多，这说明2#试样与3#试样的纤维排列较为紧密，可能会对它们的手感和透气、透湿性能造成影响。

4.4 材料的厚度（表3）

表3 水刺非织造布厚度测试结果1# 2# 3# 4#厚度值（mm）CV（%）注：实验数据为30 次平均?3.45%0.967 2.02%0.931 2.98%0.556 3.17%

文章来源：《测试技术学报》 网址: http://www.csjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0216/498.html