汪飛翔

（浙江啟美日用品有限公司，浙江 海寧 314423）

水刺非織造布的制作是利用高速并且高壓的水流將布料纖維纏在一起，因?yàn)樗碳庸み^程中不會(huì)添加任何黏合劑，所以不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成破壞以及污染，也不會(huì)對(duì)布料的纖維有任何損傷。利用水刺非織造布生產(chǎn)的產(chǎn)品透氣性比較好，布料較為柔軟，同時(shí)干凈衛(wèi)生，也不會(huì)沾染細(xì)菌，制作出的柔巾濕巾手感較好，不會(huì)對(duì)人體皮膚造成傷害。人們通常會(huì)將水刺非織造布作為原料生產(chǎn)出各種保健產(chǎn)品，并且在市場中占據(jù)較大份額。因?yàn)樗谭强椩觳贾杏卸喾N類型的纖維，并且這類布料造價(jià)比較低廉，具有較多優(yōu)點(diǎn)，所以在非織造布這一行業(yè)領(lǐng)域廣受歡迎，應(yīng)用范圍也越來越廣，目前主要利用水刺非織造布生產(chǎn)濕巾等衛(wèi)生用品[1]?；诖耍瑸榱烁尤娴亓私馑谭强椩觳嫉母黜?xiàng)性能，本研究對(duì)5種不同類型的水刺非織造布材料進(jìn)行性能檢測，并且根據(jù)各項(xiàng)性能測試的結(jié)果對(duì)影響性能的各種因素進(jìn)行研究，進(jìn)而找到有效提升水刺非織造布性能的方式方法。

1 測試條件

1.1 水刺技術(shù)的加工過程

目前常見的水刺技術(shù)流程如下：第一步，對(duì)纖維進(jìn)行計(jì)量；第二步，開松混合；第三步，將纖維梳理成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；第四步，將纖維網(wǎng)的正反兩面分別進(jìn)行水刺纏繞；第五步，烘干；第六步，卷繞。這6個(gè)步驟必須嚴(yán)格落實(shí)，不能出現(xiàn)漏測或者敷衍了事的現(xiàn)象。

1.2 水刺法概述

首先，根據(jù)水刺加固法的原理，利用高速流動(dòng)并且壓強(qiáng)較高的水流穿過布料中的纖維網(wǎng)絡(luò)，水流穿過之后會(huì)被反射回來，在布料的纖維網(wǎng)中不斷穿梭。水流的各種穿梭過程會(huì)從不同方向?qū)Σ剂系睦w維網(wǎng)絡(luò)施加沖擊力，這樣的過程持續(xù)一段時(shí)間之后，纖維就會(huì)發(fā)生一定程度的位移、纏繞以及結(jié)合，使纖維網(wǎng)更加牢固；其次，應(yīng)用水刺法所需要的設(shè)備，常用的設(shè)備有多重喂料機(jī)械設(shè)備、輸送簾、開松機(jī)械、儲(chǔ)棉箱、梳理機(jī)械、交叉纖維網(wǎng)鋪設(shè)機(jī)械、水刺機(jī)械、烘干機(jī)械、卷繞機(jī)械、分切機(jī)械等[2-3]。

1.3 測試方式

利用數(shù)字化立體電子顯微鏡對(duì)水刺非織造布材料中纖維的分布以及纖維的形狀大小進(jìn)行觀察和測量，利用布料厚度測量機(jī)械對(duì)水刺非織造布的厚度進(jìn)行精準(zhǔn)測量，利用織物強(qiáng)力儀測量水刺非織造布的強(qiáng)力，利用織物透氣性測試儀對(duì)水刺非織造布的透氣性進(jìn)行測試，其他性能按照國家相關(guān)測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，確保測試溫度穩(wěn)定在25 ℃，空氣濕度維持在65%。

2 水刺非織造布性能測試以及分析研究

2.1 測試材料的種類

本測試共選取5種不同類型的水刺非織造布：一號(hào)測試樣品布料纖維構(gòu)成100%為滌綸，纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為交叉成網(wǎng)；二號(hào)測試樣品布料纖維構(gòu)成100%為滌綸，纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為平行成網(wǎng)；三號(hào)測試樣品布料纖維構(gòu)成80%為滌綸、20%是黏膠，纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為平行成網(wǎng)；四號(hào)測試樣品布料纖維構(gòu)成50%為滌綸、50%為黏膠，纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為交叉成網(wǎng)；五號(hào)測試樣品布料纖維構(gòu)成100%為黏膠，纖維網(wǎng)的結(jié)構(gòu)為交叉成網(wǎng)[4]。

2.2 測試分析

第一，從不同種類測試樣品的布料照片（顯微鏡拍攝）中能清晰地看到其中的纖維都是短纖維，這一類的纖維直徑比較小，纖維分布排列也比較均勻，這種短纖維的纖維網(wǎng)在受到高速高壓水流沖擊時(shí)纏繞起來會(huì)更加方便快捷，能提高纖維網(wǎng)的加固效率；第二，通過觀察不同類型測試布料的正反面照片得知，所有測試樣品中的纖維分布方式都是混亂無序的，纖維都是相互交叉纏繞在一起，這種現(xiàn)象是水刺加工技術(shù)的結(jié)果。在利用水刺法進(jìn)行加工的過程中，分布比較雜亂的纖維由于受到高速高壓水流的穿刺沖擊而互相干擾，使布料纖維網(wǎng)加固形成水刺非織造布；第三，從顯微鏡照片中能夠清楚地看到布料纖維之間是相互纏繞結(jié)合起來的，有兩種纖維纏繞方式，第一種是單纖維，其外表比較光滑，第二種表面比較粗糙[5]。滌綸的橫截面形狀為圓形，縱向切面比較光滑且平直，而黏膠橫截面為鋸齒狀，縱向切面有明顯的條紋；第四，在同樣的倍率下，這5種測試水刺非織造布樣品的結(jié)構(gòu)相似程度比較高，但是也存在一定的差異，一方面與水刺加工技術(shù)有關(guān)，另一方面也與纖維的組成結(jié)構(gòu)有關(guān)。

2.3 水刺非織造布材料的厚度

當(dāng)非織造布受到一定作用力時(shí)，對(duì)布料兩個(gè)表面之間的距離進(jìn)行精準(zhǔn)測量，得到的結(jié)果就是布料的厚度。測量布料厚度的目的主要是了解水刺非織造布的張力、密度，找到非織造布開發(fā)利用的方向?？椢锏囊豁?xiàng)基本物理特征就是厚度，厚度也會(huì)對(duì)織物的透氣性、織物的強(qiáng)度以及織物的手感產(chǎn)生一定影響，對(duì)分析水刺非織造布樣品性能有一定幫助。對(duì)水刺非織造布厚度的測量結(jié)果如下：一號(hào)測試樣品的厚度為0.30 mm；二號(hào)測試樣品的厚度為0.29 mm；三號(hào)測試樣品的厚度為0.39 mm；四號(hào)測試樣品的厚度為0.42 mm；五號(hào)測試樣品的厚度為0.46 mm。所有測試樣品的厚度數(shù)據(jù)都是經(jīng)過30次厚度測量取平均數(shù)得出的結(jié)果。從測試結(jié)果能夠清楚地看到，水刺非織造布測試樣品的厚度與面密度之間存在一定的聯(lián)系，如果面料的面密度增加，布料的厚度也會(huì)隨之增加且越來越均勻，而水刺非織造布面密度越均勻，測試樣品的力學(xué)性能也越來越好[6]。

2.4 水刺非織造布材料的面密度

面密度是指單位面積織物的質(zhì)量，單位是g/m2。面密度的大小能夠表現(xiàn)出水刺非織造布測試樣品的質(zhì)量是否均勻，測試結(jié)果如下：一號(hào)水刺非織造布樣品面密度為38.6 g/m2；二號(hào)水刺非織造布樣品面密度為42.9 g/m2；三號(hào)水刺非織造布樣品面密度為50.3 g/m2；四號(hào)水刺非織造布樣品面密度為61.1 g/m2；五號(hào)水刺非織造布樣品面密度為70.5 g/m2。從測試結(jié)果能夠看出，水刺非織造布測試樣品的面密度與厚度之間也呈現(xiàn)出一種正相關(guān)的關(guān)系，水刺非織造布測試樣品越厚，面密度就會(huì)越大；水刺非織造布測試樣品越薄，面密度就會(huì)越小。布料的面密度越小，說明測試樣品中纖維的分布越均勻，材料的厚度也越均勻，因此，水刺非織造布測試樣品的面密度均勻性越好。

2.5 水刺非織造布材料的力學(xué)性能

對(duì)5種水刺非織造布測試樣品的力學(xué)性能測試結(jié)果如下：一號(hào)水刺非織造布樣品的縱向斷裂強(qiáng)力為141.0 N，縱向斷裂伸長量為33.8 mm，橫向斷裂強(qiáng)力為71.6 N，橫向斷裂伸長量為45.7 mm，斜向斷裂強(qiáng)力為69.6 N，斜向斷裂伸長量為55.9 mm；二號(hào)水刺非織造布樣品的縱向斷裂強(qiáng)力為116.0 N，縱向斷裂伸長量為24.6 mm，橫向斷裂強(qiáng)力為4.0 N，橫向斷裂伸長量為131.2 mm，斜向斷裂強(qiáng)力為28.5 N，斜向斷裂伸長量為76.9 mm；三號(hào)水刺非織造布樣品的縱向斷裂強(qiáng)力為79.1 N，縱向斷裂伸長量為32.8 mm，橫向斷裂強(qiáng)力為4.0 N，橫向斷裂伸長量為75.1 mm，斜向斷裂強(qiáng)力為31.5 N，斜向斷裂伸長量為84.6 mm；四號(hào)水刺非織造布樣品的縱向斷裂強(qiáng)力為113.0 N，縱向斷裂伸長量為49.2 mm，橫向斷裂強(qiáng)力為85.2 N，橫向斷裂伸長量為55.2 mm，斜向斷裂強(qiáng)力為81.6 N，斜向斷裂伸長量為54.7 mm；五號(hào)水刺非織造布樣品的縱向斷裂強(qiáng)力為133.6 N，縱向斷裂伸長量為22.5 mm，橫向斷裂強(qiáng)力為52.4 N，橫向斷裂伸長量為64.4 mm，斜向斷裂強(qiáng)力為67.2 N，斜向斷裂伸長量為31.4 mm。本次實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)是經(jīng)過30次重復(fù)試驗(yàn)取得的平均值，斜向角度統(tǒng)一為斜45°。從測試結(jié)果能夠看出，第一，測試樣品一、測試樣品四和測試樣品五的成網(wǎng)方式都是交叉成網(wǎng)，而測試樣品二以及測試樣品三的成網(wǎng)方式都是平行成網(wǎng)，平行成網(wǎng)中的纖維全部為縱向分布，纖維縱向以及橫向斷裂強(qiáng)力相差較大；第二，布料成網(wǎng)方式與布料的斷裂強(qiáng)力有直接聯(lián)系，測試樣品一以及測試樣品二的纖維結(jié)構(gòu)幾乎相同，面密度也幾乎相同，而成網(wǎng)方式不同。交叉成網(wǎng)布料中的纖維分布比較雜亂，纏繞緊實(shí)，因此，交叉成網(wǎng)的水刺非織造布斷裂強(qiáng)力比平行成網(wǎng)的水刺非織造布斷裂強(qiáng)力大；第三，滌綸的強(qiáng)力比黏膠的斷裂強(qiáng)力大，若滌綸含量增加，水刺非織造布測試樣品一的斷裂強(qiáng)力應(yīng)大于水刺非織造布測試樣品四的斷裂強(qiáng)力。

2.6 水刺非織造布材料的頂破強(qiáng)力

對(duì)5種水刺非織造布測試樣品的頂破強(qiáng)力測試結(jié)果如下：一號(hào)測試樣品的頂破強(qiáng)力為155.5 N，頂破位移為11.4 mm；二號(hào)測試樣品的頂破強(qiáng)力為107.6 N，頂破位移為11.9 mm；三號(hào)測試樣品的頂破強(qiáng)力為80.0 N，頂破位移為11.5 mm；四號(hào)測試樣品的頂破強(qiáng)力為149.9 N，頂破位移為12.5 mm；五號(hào)測試樣品的頂破強(qiáng)力為83.1 N，頂破位移為9.1 mm。從測試結(jié)果能夠看出，水刺非織造布的頂破強(qiáng)力不僅與布料的厚度、面密度、滌綸的含量以及黏膠的含量有關(guān)，還與水刺非織造布的成網(wǎng)方式有著密切聯(lián)系。不僅如此，水刺非織造布的頂破強(qiáng)力還與纖維分布的均勻程度、纖維的摩擦力有直接的關(guān)系。第一，這是由于水刺非織造布中的纖維纏繞方式非常獨(dú)特，纖維纏繞所產(chǎn)生的力非常大，很難將纖維分開，這就說明頂破強(qiáng)力與纖維分布的方式有直接聯(lián)系；第二，頂破強(qiáng)力與水刺非織造布的面密度以及厚度有直接關(guān)系，面密度與厚度增加時(shí)，纖維會(huì)纏繞得更加緊密，因此，材料能夠抵御更大的頂破力；第三，水刺非織造布分別經(jīng)過交叉成網(wǎng)以及平行成網(wǎng)之后，布料纖維的分布就會(huì)變得不一樣，若纖維纏繞，頂破強(qiáng)力也會(huì)有所不同。

2.7 水刺非織造布材料的耐磨性

對(duì)5種水刺非織造布測試樣品耐磨性的測試結(jié)果如下：一號(hào)水刺非織造布測試樣品的平均轉(zhuǎn)數(shù)為29.7；二號(hào)水刺非織造布測試樣品的平均轉(zhuǎn)數(shù)為16.6；三號(hào)水刺非織造布測試樣品的平均轉(zhuǎn)數(shù)為24.1；四號(hào)水刺非織造布測試樣品的平均轉(zhuǎn)數(shù)為41.1；五號(hào)水刺非織造布測試樣品的平均轉(zhuǎn)數(shù)為37.2。從測試結(jié)果能夠看出，將水刺非織造布測試樣品一與水刺非織造布測試樣品二進(jìn)行比較、水刺非織造布測試樣品三與水刺非織造布測試樣品四進(jìn)行比較可見，交叉成網(wǎng)的水刺非織造布耐磨性優(yōu)于平行成網(wǎng)的水刺非織造布，這是因?yàn)槠叫谐删W(wǎng)的布料纖維大多數(shù)是縱向分布，織物橫向以及縱向強(qiáng)度差距較大，進(jìn)而出現(xiàn)布料耐磨性大幅下降的情況，導(dǎo)致對(duì)布料耐磨性產(chǎn)生影響的因素比較多，例如布料越厚，耐磨性越強(qiáng)；布料的面密度越大，耐磨性越強(qiáng)。這是因?yàn)楹穸?、面密度增加時(shí)，纖維會(huì)纏繞得更加緊實(shí)，摩擦?xí)r不會(huì)散落，耐磨性較好。

3 結(jié)語

通過對(duì)5種水刺非織造布測試樣品的性能進(jìn)行測試能夠看到，布料的各種性能與纖維的粗細(xì)、纖維網(wǎng)的強(qiáng)度、纖維分布的均勻程度、纖維的結(jié)構(gòu)以及成網(wǎng)的方式有一定關(guān)系，水刺非織造布的厚度以及面密度對(duì)布料的斷裂強(qiáng)力、布料的頂破強(qiáng)力、布料的耐磨性都有直接的影響。如果水刺非織造布的厚度和面密度增加，其斷裂強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力以及耐磨性都會(huì)更好。本研究對(duì)水刺非織造布的性能進(jìn)行測試，得出布料性能的相關(guān)結(jié)論，以期為相關(guān)水刺非織造布產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供一定的參考，同時(shí)也希望相關(guān)人員在科學(xué)技術(shù)的輔助下不斷創(chuàng)新、不斷發(fā)展，更好地滿足人們的生活需求，提高人們的生活品質(zhì)。