徐晓禹，崇庆成

（南通通州江华纺织有限公司，江苏 南通 226300）

非织造布生产技术以其独特的结构和多变的工艺优于传统的纺织工艺，是目前纺织行业当中最具发展前景的新技术之一。据不完全统计，目前国内非织造布生产量以15%的速度提升。水刺工艺非织造布是把纤维网平铺在相应的传输帘上，通过相应的高速水射使得网的纤维能够相互抱合并且牢固缠结。其中，高速水针所产生的动能主要用于纤维的取向、缠结和黏连，而纤维相互缠结所需要的能量主要取决于纤维的种类、移动方向等。

1 水刺非织造布

水刺是一种较常见且重要的制造加工工艺，利用高速的细微水针有效地穿透纤维网，使得原本比较疏散的纤维网变成凝结缠绕且具有较强抗压性的水刺制造布，水刺法非织造纺织布会被制成湿巾、面膜布、相关医疗的敷料等产品应用在家庭、服饰和医疗等领域[1]。水刺技术具有无污染、无损伤、不掉屑、不含杂质、柔软、强力高等优点，应用范围正逐渐扩大。

2 水刺非织造布的生产流程

水刺法加固原理为在高压的作用下，产生多股水射流的纤维喷射网，纤维在水力作用下产生一系列的动作（位移、穿插、缠结和抱合），从而得到加固。具体流程为：配置适量的纤维原料→预开松→梳理→混合输送→预湿→成网→正面水刺→反面水刺→干燥定型→分切→卷流程。一般来说，水针的压力分为3种：高压（大于150×105Pa）、中压（7×105～150×105Pa）和低压（小于70×105Pa）；水针的直径在80～180 μm；水针的排列密度为：10～24个/厘米；输网速度与生产线速度保持一致；生产非织造布的速度为300～500 m/min。

3 工艺参数与性能之间的关系

3.1 纤维取向

纤维织物的力学性能主要包含拉伸力和弯曲强度，两者与纤维取向有着重要关系。受纤维网的成型、缠结和移动等因素影响，在实际的生产线中，交叉成网的垂直力度与平行拉伸力均较强[2]。

3.2 水针的影响

水针的压力、水刺头的参数及水刺的距离会明显影响水刺非织造布的相关性能，不同间距的水针会形成不同密度、结构的非织造布。高压、水针少及较大水针间距会产生不同密度结构的纤维网，低射速、水针多及较小的间距会形成均匀分布的纤维网。

3.3 托网帘的影响

托网帘是水刺加固的重要部件，主要起到一定托持纤维的作用，还能够在水刺加固的过程中使水射流穿过纤网射到托网帘后，在网帘上形成不同方向的反射流，以便水射流再次通过纤维网，并能够实现缠结，同时能够有效去除滞留水，提升纤维的缠结效果[3]。

4 水刺非织造布的结构与性能测试

4.1 面密度与厚度

纤维的面密度与厚度采用的仪器为：AB265-S型精密电子仪和YG（B）141P数字织物厚度仪，相对温度（21±1）℃，相对湿度（64±4）%，平衡时间24 h。纤维面密度主要参照的是《纺织品 非织造布试验方法 第1部分：单位面积质量的测定》（GB/T 24218.1——2009）进行测定，在产品中截取10块相同面积的试样，分别为100 cm2，裁取的位置距边缘超过15 cm，均匀分布，使得精确度达到小数点后4位，计算10块试样的平均值，将结果乘以100，就能得到相应的面密度；纤维厚度主要参照GB/T 24218.1——2009第二部分，预加的压力为100 cN，压脚的面积为2 000 μm2，加压10 s，每个产品测试10次，计算得出相应的平均值，各试样面密度及厚度的测试结果如表1所示。

4.2 孔隙率

本实验采用的公式是计算单层非织造布的孔隙率，公式如下：

式中：n为孔隙率；M为面密度，单位为g/m2；δ为纤维的密度，单位为g/m3；材料厚度的单位为mm。材料的涤纶密度为1.38 g/m3，粘胶密度为1.52 g/m3，根据实际的纤维比例计算得出的试样纤维孔隙率如表2所示。

表1 试样纤维面密度及厚度

表2 试样纤维孔隙率

4.3 平均孔径、最大孔径

测定孔径的仪器是PSM165孔径测试仪，试验原理是采用冒泡法，测定的标准符合国际和国内的相关测试标准。冒泡法主要是利用毛细血管的压力有效地实现对孔径的测定，即第一个冒出来的泡是最大的孔径。通过测试相应的干、湿流差的曲线，得到孔径间隔，孔径分布计算的公式如下：

4.4 透湿性

测定纤维透湿性标准采用的是GB/T 24218.1——2009第一部分的吸湿法，并采用YG601-Ⅰ/Ⅱ纺织物透视仪进行测试，实际温度为37.8 ℃，湿度为85%，平衡和试验时间为1 h，每个试验的产品剪裁3个试样，试验结果精确到小数点后3位。透视率WVT和透湿系数WVP的计算公式如下：

式中：Δm为样品质量差；Δm’为空白试样样品差；A为有效面积；t为有效时间；Δp为水压差；PCB饱和水压差；R1试验箱相对湿度；R2为透湿杯相对湿度，透湿系数的计算公式如下：

式（5）中，PV为相应的透湿系数，单位为g·cm/（cm2·s·Pa）；d为试样的厚度。

5 结语

水刺加工技术因具有无污染、无损伤、不需要相应的黏合剂等优点而被广泛使用，虽在国内起步较晚，但发展迅速。对此，应当不断优化水刺加工技术，进行合理配置，改良生产线，进一步提高生产效益。