紡粘法非織造布服用性能研究

丁 偉 周 蓉 (青島大學(xué)紡織服裝系，青島，266071)

紡粘法非織造布服用性能研究

丁 偉 周 蓉 (青島大學(xué)紡織服裝系，青島，266071)

對6種不同面密度的紡粘法非織造布的拉伸強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力、懸垂性、保暖性、透氣性、耐磨性、折痕回復(fù)性和透水性進(jìn)行測試，探討了作為服裝材料使用的紡粘法非織造布的性能要求。結(jié)果表明，聚酯紡粘非織造布具有優(yōu)良的彈性和回復(fù)性，挺括，不起皺，保形性好，抗拉強(qiáng)力和撕裂強(qiáng)力等指標(biāo)較高，能夠滿足多種用途的需求。

紡粘法非織造布，服用性能，測試

紡粘法非織造技術(shù)是一種采用聚合物切片直接經(jīng)過擠壓熔融、紡絲、牽伸、鋪網(wǎng)、固結(jié)而成形的非織造生產(chǎn)技術(shù)，其生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)效率高，采用大規(guī)模生產(chǎn)，具有成本低的優(yōu)勢［1］。非織造布以其獨有的結(jié)構(gòu)、多變的工藝等傳統(tǒng)紡織品無法比擬的優(yōu)越性而迅速滲入到了很多應(yīng)用領(lǐng)域，目前已形成氣候的服裝類非織造產(chǎn)品主要有三大類:醫(yī)用手術(shù)衣、探病服等一次性服裝，防護(hù)服，日常生活、旅游用的男女一次性使用內(nèi)褲。國內(nèi)外許多公司及學(xué)者紛紛致力于提高服用非織造布防護(hù)性及舒適性的系統(tǒng)研究［2-5］，但鮮有人對非織造布的服用性能做出系統(tǒng)研究與分析，而非織造布作為服用材料其服用性能對其未來的發(fā)展具有決定性的意義。本課題探討了對作為服裝材料使用的紡粘非織造布的性能要求。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

試驗使用的材料為純聚酯紡粘法非織造布，試樣1 ～試樣6 的面密度依次為15、25、30、50、100和150 g/m2。

1.2 試驗方法

根據(jù)GB 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測定》對試樣厚度進(jìn)行測量;按照GB/T 3923.1—1997《紡織品織物拉伸性能 第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定條樣法》對試樣進(jìn)行斷裂強(qiáng)力測定;根據(jù)GB/T 11048—1989《紡織品 保溫性能試驗方法》對試樣的保溫性能進(jìn)行測試;根據(jù)GB 5453—1985《紡織品織物透氣性試驗方法》，使用織物透氣儀測定試樣在一定壓力差條件下，單位時間內(nèi)通過試樣的空氣量，從而求得試樣的透氣量。

2 結(jié)果與討論

2.1 厚度和體積密度

試樣的厚度和體積密度的測試結(jié)果見表1。

表1 厚度和體積密度測試結(jié)果

從表1可見，試樣的厚度和體積密度隨著其面密度的增加而增加。體積密度直接影響材料的通透性和力學(xué)性質(zhì)。

2.2 拉伸和頂破性能

試樣的拉伸和頂破試驗結(jié)果見表2。

表2 拉伸和頂破性能測試結(jié)果

從表2可以看出，隨著面密度和厚度的增加，純聚酯紡粘法非織造布斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率有上升的趨勢。這是由于紡粘法非織造布的結(jié)構(gòu)隨面密度和厚度的增加而更加緊密和厚實，纖維間相互纏結(jié)，抱合增強(qiáng)，使得紡粘法非織造布斷裂時需要更大的力。隨著面密度和厚度的增加，頂破強(qiáng)力亦呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。織物拉伸斷裂強(qiáng)度對頂破強(qiáng)力有直接影響，通常隨著織物經(jīng)、緯向拉伸力的增加，頂破強(qiáng)力明顯提高。對于非織造布來說，纖維強(qiáng)度和纖維間固著點的強(qiáng)度是影響頂破強(qiáng)力的關(guān)鍵因素，而纖維摩擦、卷曲和糾纏作用亦影響頂破強(qiáng)力。正因為非織造布的頂破主要是纖維的斷裂和纖維網(wǎng)的松散化，所以頂破口是一個隆起的松散纖維包。

2.3 懸垂性能

試樣懸垂性能試驗的結(jié)果見表3。

從表3可以看出，隨著面密度和厚度的增加，純聚酯紡粘法非織造布的靜態(tài)懸垂系數(shù)和動態(tài)懸垂系數(shù)都呈現(xiàn)上升趨勢，懸垂性逐漸變差;活潑率先上升后下降，當(dāng)密度和厚度適中時，其活潑率達(dá)到最高值;美感系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢;硬挺度系數(shù)呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。

表3 懸垂性試驗結(jié)果

2.4 保溫性能

試樣保溫性能試驗結(jié)果見表4。

表4 保溫性能試驗結(jié)果

從表4可以看出，純聚酯紡粘法非織造布的保溫性與多種因素有關(guān)。紡織材料的保溫性主要取決于纖維層中夾持的空氣的數(shù)量和狀態(tài)。在空氣不流動時纖維層中夾持的空氣越多，保溫性越好。試樣1和試樣2為輕薄型非織造布，試樣5和試樣6為厚重型非織造布，但其保溫率均較低。這是由于保溫率不僅與非織造布的厚度有關(guān)，還與非織造布的體積密度有關(guān)。試樣1和試樣2厚度較小，纖維間的空隙有限，其間的空氣層較薄，使得保溫率較低，故其保溫性相對較差;試樣5和試樣6雖然厚度較厚，密度也較大，但纖維間過于緊密使得貯存的空氣層較小，限制了保溫作用的發(fā)揮;試樣3和試樣4厚度一般，密度居中，纖維蓬松，其間貯存了較厚的空氣層，故其保溫率相對較高，傳熱系數(shù)較低，保溫性相對較好。由于聚酯纖維本身的性質(zhì)決定了聚酯紡粘法非織造布的保溫率都普遍很低。

2.5 透氣性、耐磨性和折痕回復(fù)性

試樣透氣性、耐磨性和折痕回復(fù)性能試驗結(jié)果見表5。

從表5可以看出，對于純聚酯紡粘法非織造布，隨著面密度和厚度的增加，透氣性呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。這是由于面密度和厚度的增加使得非織造布的體積密度增大，纖維糾結(jié)更加緊密，纖維間縫隙減小，透氣性下降。隨著面密度和厚度的增加，非織造布平磨后質(zhì)量損失率呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，耐磨性逐漸增強(qiáng)。6種試樣平磨后質(zhì)量損失量都較小，說明聚酯紡粘法非織造布的耐磨性普遍較好。纖維的力學(xué)性能(如纖維的斷裂伸長率、彈性回復(fù)率及斷裂比功)是影響非織造布耐磨性的決定因素。在非織造布磨損過程中，因纖維疲勞而斷裂是纖維最基本的的破壞形式，因此由斷裂伸長率大、彈性回復(fù)率高及斷裂比功大的纖維制成的非織造布耐磨性一般較好。聚酯纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率、初始模量和斷裂比功均較大，彈性也較好，使得聚酯非織造布的耐磨性較好。此外，非織造布的幾何結(jié)構(gòu)也影響其耐磨性，非織造布越厚，耐磨性越好。隨非織造布面密度和厚度的增加，折痕回復(fù)角有增大的趨勢，但呈現(xiàn)曲折式增大。非織造布面密度和厚度對折痕回復(fù)性影響很大，厚的非織造布的折痕回復(fù)性較好。當(dāng)非織造布的面密度達(dá)到30 g/m2時，隨著面密度及體積密度等表達(dá)非織造布填充性能指標(biāo)的增加，非織造布中纖維間切向滑動阻力增大，在外力釋去后纖維間的相對移動不易進(jìn)行，故非織造布折痕回復(fù)性有稍微下降的趨勢，這是試樣4和試樣5折痕回復(fù)角減小的原因;當(dāng)非織造布的面密度達(dá)到150 g/m2時，非織造布非常厚硬，不易彎曲，故其折痕回復(fù)性很好，折痕回復(fù)角較大。

表5 透氣性、耐磨性和折痕回復(fù)性試驗結(jié)果

2.6 透水性

試樣透水性能試驗結(jié)果見表6。

從表6可以看出，在透水時間10 s時試樣1、2、3的透水量逐漸減少，而試樣4、5、6的透水量基本沒有變化，說明在短時間內(nèi)隨著厚度和體積密度的增加試樣透水性能變差，當(dāng)試樣面密度達(dá)到50 g/m2時，厚度及體積密度對試樣透水性的影響很小;而在透水時間20 s和30 s時，試樣1、2、3的透水量變化不大，試樣4、5、6的透水量依次顯著減少，說明在較長透水時間內(nèi)，試樣面密度小于50 g/m2時，厚度及體積密度對透水量的影響不大，而試樣的面密度繼續(xù)增加，透水量會隨著面密度的增加而顯著下降;試樣1～試樣5的透水量均隨時間的增加而變大，而試樣6的透水量隨時間的增加變化不大，說明試樣面密度到達(dá)一定程度后，其透水量受時間的影響非常小。

表6 透水性能試驗結(jié)果 (單位:ml)

3 結(jié)論

通過對純聚酯紡粘法非織造布試樣的各項性能測試和分析，得出以下結(jié)論:

(1)隨著面密度和厚度的增加，紡粘法非織造布的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率和頂破強(qiáng)力呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢;耐磨性逐漸增強(qiáng);懸垂性逐漸變差;透氣性和透水性也呈現(xiàn)下降的趨勢;輕薄型非織造布和厚重型非織造布的保溫性均較差，而厚度居中的試樣，其保溫性相對較好。

(2)聚酯纖維本身的性質(zhì)決定了純聚酯紡粘法非織造布的保溫率普遍很低;聚酯纖維具有優(yōu)良的彈性和回復(fù)性，因此純聚酯紡粘法非織造布挺括、不起皺、保形性好，且其抗拉強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力等指標(biāo)較高，能夠滿足多種用途的需求。

(3)純聚酯紡粘法非織造布的服用性能隨面密度和厚度增加有較大變化，在強(qiáng)力提高的同時會導(dǎo)致透氣性、懸垂性等性能下降，因此必須根據(jù)實際用途的需要，選取合適的面密度等參數(shù)，才能生產(chǎn)出能夠滿足服用要求的紡粘法非織造布產(chǎn)品。

［1］ 楊汝輯.非織造布概論［M］.北京:中國紡織出版社，1990:67-68.

［2］ 王云儀，李俊，王革輝，等.醫(yī)用防護(hù)服用非織造布的熱濕舒適性能研究［J］.東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，32(6):116-119，133.

［3］ 劉長明，房瑞華譯.防護(hù)服裝及其舒適性 ［J］.中國勞動防護(hù)用品，1996(5):12-18.

［4］ 戴晉明，任玉杰.防水透氣織物舒適性 ［M］.北京:中國紡織出版社，2004:76-84.

［5］ 沈志明，王從南.醫(yī)用非織造布的發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)建議［J］.非織造布，1997(3):23-25.

Study on the wearability of spunbond nonwovens

Ding Wei，Zhou Rong (Department of Textile and Fashion of Qingdao University)

Six spunbond nonwovens with different area density made of pure polyester were tested on involved tensile，bursting，abrasion resistance，crease recovery，drape，warm，air permeability，water permeability，and so on.The performance requirements of spunbond nonwovens when they were used as clothing material was explored through the analysis of experimental results.The main indexes are tensile curve，breaking strength，breaking elongation，bursting strength，drape coefficient，heat transfer coefficient and so on.

spunbond nonwovens，wearability，performance requirement

TS171

A

1004－7093(2010)01－0009－03

2009－09－08

丁偉，女，1983年生，在讀碩士研究生。目前從事紡織材料方面的研究。