托网帘目数对水刺非织造布性能的影响

严 姣 焦晓宁，2 于 宾

(1.天津工业大学纺织学院，天津，300387;2.天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室，天津，300387)

托网帘是水刺设备的重要部件，其形状和大小赋予了非织造布相应的外观风格［1］。在影响水刺非织造布性能的诸多因素中，托网帘目数是一个重要因素。托网帘的目数是指托网帘纵向每2.54 cm的孔数。本文选取了在相同工艺条件下仅改变托网帘目数制备的三种水刺非织造布，通过测定其一些基本性能，比较了三者的性能差异。

1 试验部分

1.1 试样

三种试样分别为用平纹、22目和10目三种托网帘而其他工艺条件均相同的工况下制得的水刺非织造布(以下分别简称为平纹水刺布、22目水刺布和10目水刺布)。水刺非织造布试样的原料为100%涤纶，面密度45 g/m2，水刺压力自第一道水刺至第六道水刺依次为1、3、6、5、7 和6 MPa。

水刺非织造布的制备工艺:

涤纶原料→开松混合→梳理→铺网→牵伸→水刺(圆网、平纹)→烘燥→分切卷绕。

1.2 性能测试

依据标准GB/T 3923.1—1997，用YG028型万能材料试验机(温州方圆仪器有限公司)测试试样的拉伸断裂强度，每种试样测试5次，取平均值;

依据标准GB/T 18318.2—2009，采用心形法测试试样的刚柔性;

依据ASTM D3884，用Y522型圆盘式织物耐磨试验机(常州第二纺织机械厂)测试试样的耐磨性，用光学显微镜观察非织造布中纤维的排列和缠结情况。

2 结果与讨论

2.1 拉伸性能

从表1看出，对于面密度相同的三种水刺非织造布试样，其纵、横向断裂强度均为22目水刺布＞平纹水刺布＞10目水刺布。

根据已知的数据及进行计算，得到图1所示的10目与22目托网帘数据。图1(a)为10目托网帘，单根编织丝宽度2.592 mm，单个交叉孔边长2.488 mm;图1(b)为22目托网帘，单根编织丝宽度1.183 mm，单个交叉孔边长2.396 mm。水针板上的孔密度为16个/cm，小孔直径为0.12 mm。经过计算得到:在10目托网帘的单个经纬交叉区域的宽度上，平均分布5个水针;在22目托网帘的单个经纬交叉区域的宽度上，平均分布2个水针。面对相同能量的水针，在托网帘的单位交叉点上，由于10目托网帘交叉区域面积大，其接受水针多，水针携带一大束纤维发生穿插缠结;而22目托网帘交叉区域面积比10目托网帘的小，其接受水针少，小束纤维互相缠结。因此，22目水刺布的缠结程度比10目水刺布更加紧密。图2是显示缠结效果的显微镜照片。其中:图2(a)是平纹水刺布，可清晰看到存在一簇簇的纤维束，且呈伸直状态;图2(b)是22目水刺布，在单孔周围也有部分纤维呈环状排列，但趋势不太明显，而纤维与纤维之间杂乱程度很高，即缠结程度好;图2(c)是10目水刺布，孔周围的纤维几乎呈环状排列，虽然纤维束排列较紧密，但是纤维与纤维之间互相交叉缠结的比较少。水刺非织造布的强力由纤维缠结效果决定，因此显微镜照片显示的缠结状况可以印证拉伸断裂强度测试的结果。

表1 试样拉伸断裂强度测试结果

图1 托网帘规格

2.2 刚柔性

本试验用心形法测试试样的刚柔性，采用悬垂高度为测试指标。从横向和纵向各取5块25 cm×2 cm的条形试样，在每块试样中间划出2条相距20 cm的有效长度记号线，按两端记号线将试样条夹入夹持器中悬挂;试样因自重下垂成心形，1 min后用直角尺测出夹持器上部平面至心形试样下端的悬挂高度;计算试样横纵向的平均悬挂高度［2］。

从表2可以看到:对同一种类型的水刺非织造布，横向比纵向柔软，这是因为纤维沿纵向排列较多;在同一方向上，平纹水刺布最柔软，22目水刺布居中，10目水刺布最硬。这是因为:10目托网帘的网孔较大，其水刺布是一大束纤维与纤维缠结在一起;22目水刺布是小束纤维缠结，手感比10目水刺布更柔软;而平纹托网帘孔数较多，其水刺布几乎是以纤维缠结的，所以手感更加柔软。

图2 不同水刺非织造布在相同放大倍数下的显微镜照片

表2 用心形法测得的水刺非织造布刚柔性

2.3 耐磨性

三种试样经过200次固定磨损，磨损后的形态如图3所示。22目水刺布表面几乎没有磨损，只有少量纤维被带起;10目水刺布有少部分纤维被抽出，布面只有一个小洞;平纹水刺布出现了两个大洞。其原因分析如下:

(1)网孔布(22目水刺布和10目水刺布)与平纹水刺布比较，网孔布由较多的纤维即纤维束缠结在一起，纤维部分形成圈状结构，如同针织结构，受到外力作用，纤维之间有一定程度的位移，不易脱落，所以在一定磨损次数下，平纹水刺布脱落的纤维屑比网孔布多，质量损失大。

(2)网孔布中22目水刺布与10目水刺布比较，一是22目水刺布是由小束纤维缠结，而10目水刺布由大束纤维缠结，所以10目水刺布的缠结程度不如22目水刺布;二是从吸收能量角度考虑，对于单个网孔，10目托网帘的网孔大于22目托网帘的网孔，水针更加容易直接从孔中透过，因此被纤网吸收的能量更少，所以10目水刺布的缠结程度不如22目水刺布，纤维掉屑多一些。

图3 不同水刺非织造布磨损后的形态

3 结论

托网帘目数对水刺非织造布的强度、耐磨性影响较大。研究表明，在一定水刺条件下制备的三种45 g/m2的纯涤纶水刺非织造布中，22目水刺布的断裂强度和耐磨性最好，即力学性能相对优异，并且柔软程度适中;平纹水刺布的手感十分柔软，但是耐磨性及强度不如22目水刺布;10目水刺布最硬，强度和耐磨性也不及22目水刺布。综上所述，三种水刺非织造布有其不同的性能特点，可以根据各自性能决定其应用于不同的擦拭场合。

［1］ 郭秉臣.非织造布学［M］.北京:中国纺织出版社，2002:123.

［2］ 郭秉承.非织造布的性能与测试［M］.北京:中国纺织出版社，1998:94-95.