柔巾湿巾用水刺非织造布性能的测试及分析

汪飞翔

（浙江启美日用品有限公司，浙江 海宁 314423）

水刺非织造布的制作是利用高速并且高压的水流将布料纤维缠在一起，因为水刺加工过程中不会添加任何黏合剂，所以不会对周边环境造成破坏以及污染，也不会对布料的纤维有任何损伤。利用水刺非织造布生产的产品透气性比较好，布料较为柔软，同时干净卫生，也不会沾染细菌，制作出的柔巾湿巾手感较好，不会对人体皮肤造成伤害。人们通常会将水刺非织造布作为原料生产出各种保健产品，并且在市场中占据较大份额。因为水刺非织造布中有多种类型的纤维，并且这类布料造价比较低廉，具有较多优点，所以在非织造布这一行业领域广受欢迎，应用范围也越来越广，目前主要利用水刺非织造布生产湿巾等卫生用品[1]。基于此，为了更加全面地了解水刺非织造布的各项性能，本研究对5种不同类型的水刺非织造布材料进行性能检测，并且根据各项性能测试的结果对影响性能的各种因素进行研究，进而找到有效提升水刺非织造布性能的方式方法。

1 测试条件

1.1 水刺技术的加工过程

目前常见的水刺技术流程如下：第一步，对纤维进行计量；第二步，开松混合；第三步，将纤维梳理成网状结构；第四步，将纤维网的正反两面分别进行水刺缠绕；第五步，烘干；第六步，卷绕。这6个步骤必须严格落实，不能出现漏测或者敷衍了事的现象。

1.2 水刺法概述

首先，根据水刺加固法的原理，利用高速流动并且压强较高的水流穿过布料中的纤维网络，水流穿过之后会被反射回来，在布料的纤维网中不断穿梭。水流的各种穿梭过程会从不同方向对布料的纤维网络施加冲击力，这样的过程持续一段时间之后，纤维就会发生一定程度的位移、缠绕以及结合，使纤维网更加牢固；其次，应用水刺法所需要的设备，常用的设备有多重喂料机械设备、输送帘、开松机械、储棉箱、梳理机械、交叉纤维网铺设机械、水刺机械、烘干机械、卷绕机械、分切机械等[2-3]。

1.3 测试方式

利用数字化立体电子显微镜对水刺非织造布材料中纤维的分布以及纤维的形状大小进行观察和测量，利用布料厚度测量机械对水刺非织造布的厚度进行精准测量，利用织物强力仪测量水刺非织造布的强力，利用织物透气性测试仪对水刺非织造布的透气性进行测试，其他性能按照国家相关测量标准进行测量，确保测试温度稳定在25 ℃，空气湿度维持在65%。

2 水刺非织造布性能测试以及分析研究

2.1 测试材料的种类

本测试共选取5种不同类型的水刺非织造布：一号测试样品布料纤维构成100%为涤纶，纤维网的结构为交叉成网；二号测试样品布料纤维构成100%为涤纶，纤维网的结构为平行成网；三号测试样品布料纤维构成80%为涤纶、20%是黏胶，纤维网的结构为平行成网；四号测试样品布料纤维构成50%为涤纶、50%为黏胶，纤维网的结构为交叉成网；五号测试样品布料纤维构成100%为黏胶，纤维网的结构为交叉成网[4]。

2.2 测试分析

第一，从不同种类测试样品的布料照片（显微镜拍摄）中能清晰地看到其中的纤维都是短纤维，这一类的纤维直径比较小，纤维分布排列也比较均匀，这种短纤维的纤维网在受到高速高压水流冲击时缠绕起来会更加方便快捷，能提高纤维网的加固效率；第二，通过观察不同类型测试布料的正反面照片得知，所有测试样品中的纤维分布方式都是混乱无序的，纤维都是相互交叉缠绕在一起，这种现象是水刺加工技术的结果。在利用水刺法进行加工的过程中，分布比较杂乱的纤维由于受到高速高压水流的穿刺冲击而互相干扰，使布料纤维网加固形成水刺非织造布；第三，从显微镜照片中能够清楚地看到布料纤维之间是相互缠绕结合起来的，有两种纤维缠绕方式，第一种是单纤维，其外表比较光滑，第二种表面比较粗糙[5]。涤纶的横截面形状为圆形，纵向切面比较光滑且平直，而黏胶横截面为锯齿状，纵向切面有明显的条纹；第四，在同样的倍率下，这5种测试水刺非织造布样品的结构相似程度比较高，但是也存在一定的差异，一方面与水刺加工技术有关，另一方面也与纤维的组成结构有关。

2.3 水刺非织造布材料的厚度

当非织造布受到一定作用力时，对布料两个表面之间的距离进行精准测量，得到的结果就是布料的厚度。测量布料厚度的目的主要是了解水刺非织造布的张力、密度，找到非织造布开发利用的方向。织物的一项基本物理特征就是厚度，厚度也会对织物的透气性、织物的强度以及织物的手感产生一定影响，对分析水刺非织造布样品性能有一定帮助。对水刺非织造布厚度的测量结果如下：一号测试样品的厚度为0.30 mm；二号测试样品的厚度为0.29 mm；三号测试样品的厚度为0.39 mm；四号测试样品的厚度为0.42 mm；五号测试样品的厚度为0.46 mm。所有测试样品的厚度数据都是经过30次厚度测量取平均数得出的结果。从测试结果能够清楚地看到，水刺非织造布测试样品的厚度与面密度之间存在一定的联系，如果面料的面密度增加，布料的厚度也会随之增加且越来越均匀，而水刺非织造布面密度越均匀，测试样品的力学性能也越来越好[6]。

2.4 水刺非织造布材料的面密度

面密度是指单位面积织物的质量，单位是g/m2。面密度的大小能够表现出水刺非织造布测试样品的质量是否均匀，测试结果如下：一号水刺非织造布样品面密度为38.6 g/m2；二号水刺非织造布样品面密度为42.9 g/m2；三号水刺非织造布样品面密度为50.3 g/m2；四号水刺非织造布样品面密度为61.1 g/m2；五号水刺非织造布样品面密度为70.5 g/m2。从测试结果能够看出，水刺非织造布测试样品的面密度与厚度之间也呈现出一种正相关的关系，水刺非织造布测试样品越厚，面密度就会越大；水刺非织造布测试样品越薄，面密度就会越小。布料的面密度越小，说明测试样品中纤维的分布越均匀，材料的厚度也越均匀，因此，水刺非织造布测试样品的面密度均匀性越好。

2.5 水刺非织造布材料的力学性能

对5种水刺非织造布测试样品的力学性能测试结果如下：一号水刺非织造布样品的纵向断裂强力为141.0 N，纵向断裂伸长量为33.8 mm，横向断裂强力为71.6 N，横向断裂伸长量为45.7 mm，斜向断裂强力为69.6 N，斜向断裂伸长量为55.9 mm；二号水刺非织造布样品的纵向断裂强力为116.0 N，纵向断裂伸长量为24.6 mm，横向断裂强力为4.0 N，横向断裂伸长量为131.2 mm，斜向断裂强力为28.5 N，斜向断裂伸长量为76.9 mm；三号水刺非织造布样品的纵向断裂强力为79.1 N，纵向断裂伸长量为32.8 mm，横向断裂强力为4.0 N，横向断裂伸长量为75.1 mm，斜向断裂强力为31.5 N，斜向断裂伸长量为84.6 mm；四号水刺非织造布样品的纵向断裂强力为113.0 N，纵向断裂伸长量为49.2 mm，横向断裂强力为85.2 N，横向断裂伸长量为55.2 mm，斜向断裂强力为81.6 N，斜向断裂伸长量为54.7 mm；五号水刺非织造布样品的纵向断裂强力为133.6 N，纵向断裂伸长量为22.5 mm，横向断裂强力为52.4 N，横向断裂伸长量为64.4 mm，斜向断裂强力为67.2 N，斜向断裂伸长量为31.4 mm。本次实验得出的数据是经过30次重复试验取得的平均值，斜向角度统一为斜45°。从测试结果能够看出，第一，测试样品一、测试样品四和测试样品五的成网方式都是交叉成网，而测试样品二以及测试样品三的成网方式都是平行成网，平行成网中的纤维全部为纵向分布，纤维纵向以及横向断裂强力相差较大；第二，布料成网方式与布料的断裂强力有直接联系，测试样品一以及测试样品二的纤维结构几乎相同，面密度也几乎相同，而成网方式不同。交叉成网布料中的纤维分布比较杂乱，缠绕紧实，因此，交叉成网的水刺非织造布断裂强力比平行成网的水刺非织造布断裂强力大；第三，涤纶的强力比黏胶的断裂强力大，若涤纶含量增加，水刺非织造布测试样品一的断裂强力应大于水刺非织造布测试样品四的断裂强力。

2.6 水刺非织造布材料的顶破强力

对5种水刺非织造布测试样品的顶破强力测试结果如下：一号测试样品的顶破强力为155.5 N，顶破位移为11.4 mm；二号测试样品的顶破强力为107.6 N，顶破位移为11.9 mm；三号测试样品的顶破强力为80.0 N，顶破位移为11.5 mm；四号测试样品的顶破强力为149.9 N，顶破位移为12.5 mm；五号测试样品的顶破强力为83.1 N，顶破位移为9.1 mm。从测试结果能够看出，水刺非织造布的顶破强力不仅与布料的厚度、面密度、涤纶的含量以及黏胶的含量有关，还与水刺非织造布的成网方式有着密切联系。不仅如此，水刺非织造布的顶破强力还与纤维分布的均匀程度、纤维的摩擦力有直接的关系。第一，这是由于水刺非织造布中的纤维缠绕方式非常独特，纤维缠绕所产生的力非常大，很难将纤维分开，这就说明顶破强力与纤维分布的方式有直接联系；第二，顶破强力与水刺非织造布的面密度以及厚度有直接关系，面密度与厚度增加时，纤维会缠绕得更加紧密，因此，材料能够抵御更大的顶破力；第三，水刺非织造布分别经过交叉成网以及平行成网之后，布料纤维的分布就会变得不一样，若纤维缠绕，顶破强力也会有所不同。

2.7 水刺非织造布材料的耐磨性

对5种水刺非织造布测试样品耐磨性的测试结果如下：一号水刺非织造布测试样品的平均转数为29.7；二号水刺非织造布测试样品的平均转数为16.6；三号水刺非织造布测试样品的平均转数为24.1；四号水刺非织造布测试样品的平均转数为41.1；五号水刺非织造布测试样品的平均转数为37.2。从测试结果能够看出，将水刺非织造布测试样品一与水刺非织造布测试样品二进行比较、水刺非织造布测试样品三与水刺非织造布测试样品四进行比较可见，交叉成网的水刺非织造布耐磨性优于平行成网的水刺非织造布，这是因为平行成网的布料纤维大多数是纵向分布，织物横向以及纵向强度差距较大，进而出现布料耐磨性大幅下降的情况，导致对布料耐磨性产生影响的因素比较多，例如布料越厚，耐磨性越强；布料的面密度越大，耐磨性越强。这是因为厚度、面密度增加时，纤维会缠绕得更加紧实，摩擦时不会散落，耐磨性较好。

3 结语

通过对5种水刺非织造布测试样品的性能进行测试能够看到，布料的各种性能与纤维的粗细、纤维网的强度、纤维分布的均匀程度、纤维的结构以及成网的方式有一定关系，水刺非织造布的厚度以及面密度对布料的断裂强力、布料的顶破强力、布料的耐磨性都有直接的影响。如果水刺非织造布的厚度和面密度增加，其断裂强力、顶破强力以及耐磨性都会更好。本研究对水刺非织造布的性能进行测试，得出布料性能的相关结论，以期为相关水刺非织造布产品生产企业提供一定的参考，同时也希望相关人员在科学技术的辅助下不断创新、不断发展，更好地满足人们的生活需求，提高人们的生活品质。