嚴 姣 焦曉寧，2 于 賓

(1.天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300387;2.天津工業(yè)大學(xué)先進紡織復(fù)合材料教育部重點實驗室，天津，300387)

托網(wǎng)簾是水刺設(shè)備的重要部件，其形狀和大小賦予了非織造布相應(yīng)的外觀風(fēng)格［1］。在影響水刺非織造布性能的諸多因素中，托網(wǎng)簾目數(shù)是一個重要因素。托網(wǎng)簾的目數(shù)是指托網(wǎng)簾縱向每2.54 cm的孔數(shù)。本文選取了在相同工藝條件下僅改變托網(wǎng)簾目數(shù)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(wǎng)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(wǎng)→牽伸→水刺(圓網(wǎng)、平紋)→烘燥→分切卷繞。

1.2 性能測試

依據(jù)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(jù)標準GB/T 18318.2—2009，采用心形法測試試樣的剛?cè)嵝?

依據(jù)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(xué)顯微鏡觀察非織造布中纖維的排列和纏結(jié)情況。

2 結(jié)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(jù)已知的數(shù)據(jù)及進行計算，得到圖1所示的10目與22目托網(wǎng)簾數(shù)據(jù)。圖1(a)為10目托網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)過計算得到:在10目托網(wǎng)簾的單個經(jīng)緯交叉區(qū)域的寬度上，平均分布5個水針;在22目托網(wǎng)簾的單個經(jīng)緯交叉區(qū)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(wǎng)簾的單位交叉點上，由于10目托網(wǎng)簾交叉區(qū)域面積大，其接受水針多，水針攜帶一大束纖維發(fā)生穿插纏結(jié);而22目托網(wǎng)簾交叉區(qū)域面積比10目托網(wǎng)簾的小，其接受水針少，小束纖維互相纏結(jié)。因此，22目水刺布的纏結(jié)程度比10目水刺布更加緊密。圖2是顯示纏結(jié)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(tài);圖2(b)是22目水刺布，在單孔周圍也有部分纖維呈環(huán)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(jié)程度好;圖2(c)是10目水刺布，孔周圍的纖維幾乎呈環(huán)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(jié)的比較少。水刺非織造布的強力由纖維纏結(jié)效果決定，因此顯微鏡照片顯示的纏結(jié)狀況可以印證拉伸斷裂強度測試的結(jié)果。

表1 試樣拉伸斷裂強度測試結(jié)果

圖1 托網(wǎng)簾規(guī)格

2.2 剛?cè)嵝?/h3>

本試驗用心形法測試試樣的剛?cè)嵝?，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(wǎng)簾的網(wǎng)孔較大，其水刺布是一大束纖維與纖維纏結(jié)在一起;22目水刺布是小束纖維纏結(jié)，手感比10目水刺布更柔軟;而平紋托網(wǎng)簾孔數(shù)較多，其水刺布幾乎是以纖維纏結(jié)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(shù)下的顯微鏡照片

表2 用心形法測得的水刺非織造布剛?cè)嵝?/p>

2.3 耐磨性

三種試樣經(jīng)過200次固定磨損，磨損后的形態(tài)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(xiàn)了兩個大洞。其原因分析如下:

(1)網(wǎng)孔布(22目水刺布和10目水刺布)與平紋水刺布比較，網(wǎng)孔布由較多的纖維即纖維束纏結(jié)在一起，纖維部分形成圈狀結(jié)構(gòu)，如同針織結(jié)構(gòu)，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(shù)下，平紋水刺布脫落的纖維屑比網(wǎng)孔布多，質(zhì)量損失大。

(2)網(wǎng)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(jié)，而10目水刺布由大束纖維纏結(jié)，所以10目水刺布的纏結(jié)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(wǎng)孔，10目托網(wǎng)簾的網(wǎng)孔大于22目托網(wǎng)簾的網(wǎng)孔，水針更加容易直接從孔中透過，因此被纖網(wǎng)吸收的能量更少，所以10目水刺布的纏結(jié)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(tài)

3 結(jié)論

托網(wǎng)簾目數(shù)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(xué)性能相對優(yōu)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(jù)各自性能決定其應(yīng)用于不同的擦拭場合。

［1］ 郭秉臣.非織造布學(xué)［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.