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轻薄型熔喷非织造布性能测试与分析

2013-08-12

合成技术及应用 2013年2期
关键词:面密度耐磨性透气性

赵 博

(中原工学院,河南郑州 450007)

熔喷法非织造布生产技术是一种将树脂切片等加工成纤维网的方法,即一步法生产技术,它起始于20世纪50年代初,这种生产技术具有技术先进、工艺简单、生产流程短、生产效率高和成本低等优点。近几年,随着工业的快速发展及对环境保护意识的提高,产品适用范围更广[1-6]。

笔者通过测试轻薄型熔喷非织造布性能,分析了影响轻薄型熔喷非织造布的物理及力学性能的因素,为提高轻薄型熔喷非织造布产品的质量提供了一定的指导。

1 试验

1.1 材料

2种轻薄型熔喷非织造布。1#表示49.3 g/m2的熔喷非织造布,2#表示60.4 g/m2的熔喷非织造布。

1.2 方法

通过电子显微镜来观察纤维在织物内的表面结构、纤维形态和排列情况。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 条件

温度25℃,相对湿度65%。

1.4 仪器

数字式三维测量纤维系统ZHX-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。

2 结果与讨论

2.1 织物的形态结构

在100倍放大情况下观察纤维排列,见图1所示;在500倍放大情况下观察纤维排列,见图2所示。

图1 2种轻薄型熔喷非织造布在电子显微镜下放大100倍的形态与结构

图2 2种轻薄型熔喷非织造布在电子显微镜下放大500倍的形态与结构

由图1、2可以发现,熔喷非织造布是由超细纤维组成,纤维直径细,粘结点在纤维交叉处。从纤维显微照片上也可以看出,熔喷纤网是一个杂乱排列的三维结构,纤维空隙较大,纤维直径小,纤维排列紊乱,面密度小,纤维蓬松,粗细不匀。由熔喷非织造布纤维结构可以推断出,较大的纤维空隙有利于透气和过滤;较小纤维的直径,可说明纤维的比表面积大,具有较好吸附能力;纤维蓬松,则应具有良好的保暖性。

2.2 织物的厚度

表1、2分别为2种材料厚度测试的结果。

表1 1#熔喷非织造布厚度测试的结果

表2 2#熔喷非织造布厚度测试的结果

由表1~2可知,熔喷非织造布随着面密度的增加,厚度也有增大的趋势。由表中的CV%值可以看出,CV%值较小,熔喷非织造布厚度均匀度较稳定。

2.3 织物的面密度

表3为面密度的测试结果。

表3 面密度测试的结果

由表3中可知,熔喷非织造布面密度均匀度较差,这是由于熔喷非织造布是气流成网,面密度(定量)小的熔喷非织造布容易造成分布上的随机不均,从而导致不匀率较大。可以看出熔喷非织造布的面密度随厚度的增加而增加。由表4中CV%值可知,厚度适当增大会降低不匀率。另外从CV%可以看出,熔喷材料变异系数较大、厚度均匀度差,表面厚度不均匀,这些特征可能会影响到非织造材料的力学性能和尺寸稳定性。

2.4 织物的断裂强力和断裂伸长率

表4为熔喷非织造布拉伸测试数据。

表4 熔喷非织造布拉伸测试数据

从表5可以看出,熔喷非织造布的平均断裂强力等性能与厚度和面密度有一定的关系,面密度和厚度愈大,熔喷非织造布的平均断裂强力、平均断裂功和平均断裂伸长率等指标也就愈大。

2.5 织物的撕破强力

表5为1#熔喷非织造布撕破测试数据。

表5 1#熔喷非织造布撕破测试数据

从表5可以看出,熔喷非织造布撕破强力小,这与它的成网结构和原理有关。从CV%值上分析,熔喷非织造布的CV%都比较大,也说明了熔喷非织造布面密度和厚度的不匀率对试样的撕破强力也有一定的影响。

2.6 织物的耐磨性

表6为熔喷非织造布耐磨性测试数据。

表6 熔喷非织造布耐磨性测试数据

由表6可以看出,熔喷非织造布的耐磨性与厚度和面密度有一定的关系,面密度和厚度愈大,熔喷非织造布的耐磨性就愈好。随着面密度的增加,非织造布的耐磨性也呈增大的趋势,这是由于非织造布的结构随面密度和厚度的增加而更加紧密和厚实,纤维间相互缠结,抱合力增强,使得非织造布磨破需要更大的力。

2.7 织物的刚柔性

表7为熔喷非织造布的刚柔度测试数据。

表7 熔喷非织造布的刚柔度测试数据

从表7可以看出,熔喷非织造布随着面密度的增加,刚柔度呈下降趋势,这是由于熔喷法非织造布的结构随面密度和厚度的增加而更加紧密和厚实,纤维间相互缠结,抱合力增强,使得熔喷非织造布实感更加硬实。

2.8 织物的透气性

表8为熔喷非织造布透气性测试数据。从表8可以看出,熔喷非织造布的面密度越大,厚度越大,纤维之间缠结越紧密,空隙越小,空气从其微孔或间隙中扩散过去的数量就越小,其透气性越差。

表8 熔喷非织造布透气性测试数据

2.9 织物的透湿性

表9为熔喷非织造布的透湿性测试数据。

表9 熔喷非织造布的透湿性测试数据

从表9可以看出,随着熔喷非织造布面密度和厚度的减小,纤维之间纠缠和抱合能力减弱,熔喷非织造布纤维网的厚度也随之降低,熔喷非织造布之间的空隙增大,水蒸气通过能力增加,因此导致其透湿性能明显提高。

3 结论

a)熔喷非织造布随着面密度的增加,厚度也有增大的趋势;熔喷非织造布的厚度和面密度与拉伸强度、撕破强度、耐磨性、刚柔度、透气性和透湿性等都有一定的相关关系。

b)通过实验可以证明,熔喷非织造布过滤性能强,并且具有良好的透气和透湿性,但是力学性能差,容易被拉伸断裂,不耐磨,不适合直接用于服装等领域,需要和其它无纺布粘合,加工出复合非织造布,如SMS等,才能充分体现其特有的优良性能。

[1] 谢明,韩涛.熔喷法非织造布的现状及发展趋势[J].纺织导报,2005(6):106-114.

[2] 靳向煜,熔喷超细纤维非织造布工艺及产品性能探讨[J].纺织导报,2005(3):102-107.

[3] 洪粲,熔喷非织造布生产应用及专用料的制备[J].化工进展2004(7)778-781.

[4] 阁项勇,熔喷法非织造布的应用与发展[J].纺织导报,2005(6):7-11.

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

[6] 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(01):30-34.

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