托網簾目數對水刺非織造布性能的影響

嚴 姣 焦曉寧，2 于 賓

(1.天津工業大學紡織學院，天津，300387;2.天津工業大學先進紡織復合材料教育部重點實驗室，天津，300387)

托網簾是水刺設備的重要部件，其形狀和大小賦予了非織造布相應的外觀風格［1］。在影響水刺非織造布性能的諸多因素中，托網簾目數是一個重要因素。托網簾的目數是指托網簾縱向每2.54 cm的孔數。本文選取了在相同工藝條件下僅改變托網簾目數制備的三種水刺非織造布，通過測定其一些基本性能，比較了三者的性能差異。

1 試驗部分

1.1 試樣

三種試樣分別為用平紋、22目和10目三種托網簾而其他工藝條件均相同的工況下制得的水刺非織造布(以下分別簡稱為平紋水刺布、22目水刺布和10目水刺布)。水刺非織造布試樣的原料為100%滌綸，面密度45 g/m2，水刺壓力自第一道水刺至第六道水刺依次為1、3、6、5、7 和6 MPa。

水刺非織造布的制備工藝:

滌綸原料→開松混合→梳理→鋪網→牽伸→水刺(圓網、平紋)→烘燥→分切卷繞。

1.2 性能測試

依據標準GB/T 3923.1—1997，用YG028型萬能材料試驗機(溫州方圓儀器有限公司)測試試樣的拉伸斷裂強度，每種試樣測試5次，取平均值;

依據標準GB/T 18318.2—2009，采用心形法測試試樣的剛柔性;

依據ASTM D3884，用Y522型圓盤式織物耐磨試驗機(常州第二紡織機械廠)測試試樣的耐磨性，用光學顯微鏡觀察非織造布中纖維的排列和纏結情況。

2 結果與討論

2.1 拉伸性能

從表1看出，對于面密度相同的三種水刺非織造布試樣，其縱、橫向斷裂強度均為22目水刺布＞平紋水刺布＞10目水刺布。

根據已知的數據及進行計算，得到圖1所示的10目與22目托網簾數據。圖1(a)為10目托網簾，單根編織絲寬度2.592 mm，單個交叉孔邊長2.488 mm;圖1(b)為22目托網簾，單根編織絲寬度1.183 mm，單個交叉孔邊長2.396 mm。水針板上的孔密度為16個/cm，小孔直徑為0.12 mm。經過計算得到:在10目托網簾的單個經緯交叉區域的寬度上，平均分布5個水針;在22目托網簾的單個經緯交叉區域的寬度上，平均分布2個水針。面對相同能量的水針，在托網簾的單位交叉點上，由于10目托網簾交叉區域面積大，其接受水針多，水針攜帶一大束纖維發生穿插纏結;而22目托網簾交叉區域面積比10目托網簾的小，其接受水針少，小束纖維互相纏結。因此，22目水刺布的纏結程度比10目水刺布更加緊密。圖2是顯示纏結效果的顯微鏡照片。其中:圖2(a)是平紋水刺布，可清晰看到存在一簇簇的纖維束，且呈伸直狀態;圖2(b)是22目水刺布，在單孔周圍也有部分纖維呈環狀排列，但趨勢不太明顯，而纖維與纖維之間雜亂程度很高，即纏結程度好;圖2(c)是10目水刺布，孔周圍的纖維幾乎呈環狀排列，雖然纖維束排列較緊密，但是纖維與纖維之間互相交叉纏結的比較少。水刺非織造布的強力由纖維纏結效果決定，因此顯微鏡照片顯示的纏結狀況可以印證拉伸斷裂強度測試的結果。

表1 試樣拉伸斷裂強度測試結果

圖1 托網簾規格

2.2 剛柔性

本試驗用心形法測試試樣的剛柔性，采用懸垂高度為測試指標。從橫向和縱向各取5塊25 cm×2 cm的條形試樣，在每塊試樣中間劃出2條相距20 cm的有效長度記號線，按兩端記號線將試樣條夾入夾持器中懸掛;試樣因自重下垂成心形，1 min后用直角尺測出夾持器上部平面至心形試樣下端的懸掛高度;計算試樣橫縱向的平均懸掛高度［2］。

從表2可以看到:對同一種類型的水刺非織造布，橫向比縱向柔軟，這是因為纖維沿縱向排列較多;在同一方向上，平紋水刺布最柔軟，22目水刺布居中，10目水刺布最硬。這是因為:10目托網簾的網孔較大，其水刺布是一大束纖維與纖維纏結在一起;22目水刺布是小束纖維纏結，手感比10目水刺布更柔軟;而平紋托網簾孔數較多，其水刺布幾乎是以纖維纏結的，所以手感更加柔軟。

圖2 不同水刺非織造布在相同放大倍數下的顯微鏡照片

表2 用心形法測得的水刺非織造布剛柔性

2.3 耐磨性

三種試樣經過200次固定磨損，磨損后的形態如圖3所示。22目水刺布表面幾乎沒有磨損，只有少量纖維被帶起;10目水刺布有少部分纖維被抽出，布面只有一個小洞;平紋水刺布出現了兩個大洞。其原因分析如下:

(1)網孔布(22目水刺布和10目水刺布)與平紋水刺布比較，網孔布由較多的纖維即纖維束纏結在一起，纖維部分形成圈狀結構，如同針織結構，受到外力作用，纖維之間有一定程度的位移，不易脫落，所以在一定磨損次數下，平紋水刺布脫落的纖維屑比網孔布多，質量損失大。

(2)網孔布中22目水刺布與10目水刺布比較，一是22目水刺布是由小束纖維纏結，而10目水刺布由大束纖維纏結，所以10目水刺布的纏結程度不如22目水刺布;二是從吸收能量角度考慮，對于單個網孔，10目托網簾的網孔大于22目托網簾的網孔，水針更加容易直接從孔中透過，因此被纖網吸收的能量更少，所以10目水刺布的纏結程度不如22目水刺布，纖維掉屑多一些。

圖3 不同水刺非織造布磨損后的形態

3 結論

托網簾目數對水刺非織造布的強度、耐磨性影響較大。研究表明，在一定水刺條件下制備的三種45 g/m2的純滌綸水刺非織造布中，22目水刺布的斷裂強度和耐磨性最好，即力學性能相對優異，并且柔軟程度適中;平紋水刺布的手感十分柔軟，但是耐磨性及強度不如22目水刺布;10目水刺布最硬，強度和耐磨性也不及22目水刺布。綜上所述，三種水刺非織造布有其不同的性能特點，可以根據各自性能決定其應用于不同的擦拭場合。

［1］ 郭秉臣.非織造布學［M］.北京:中國紡織出版社，2002:123.

［2］ 郭秉承.非織造布的性能與測試［M］.北京:中國紡織出版社，1998:94-95.