（纺织工程专业论文）薄型服用非织造材料的性能研究与评价.pdf

t h er e s e a r c ha n de v a l u a to ft h et h i nw e a r i n g n o n w o v e n sp e r f o r m a n c e a b s t r a c t d u et oh e a l t ha n ds a f e t ya n dt of a c i l i t a t ee c o n o m i ca n do t h e ra d v a n t a g e si nt h ef i e l do f n o n d u r a b l ea p p a r e l ，n o n w o v e nm a t e r i a lh a sb e c o m es op o p u l a r t h ep a p e rs e l e c t e d s p u n b o n dn o n w o v e n ，h y d r o e n t a n g l i n gn o n w o v e n ，c o m p o s i t en o n w o v e no ft h e s et h r e ek i n d o fn o n w o v e nf a b r i ct oc a r r yo nt h ee x p e r i m e n t ，m a d et h ec h a r a c t e ri n d e xt e s tt ot h e m ( t h i c k n e s s ) ，t h e p h y s i c a lp e r f o r m a n c ei n d e xt e s t s ( t e n s i l e ，b u r s t i n g ，b e n d i n g ，a b r a s i o nr e s i s t a n c e ，c r e a s e ， d r a p a b i l i t y ) s e p a r a t e l ya 8w e l l a st h ec o m f o r t a b l ep e r f o r m a n c ei n d e xt e s t ( h e a ti n s u l a t i o n ， b r e a t h a b i l i t y , m o i s t u r et r a n s m i s s o n ，w a t e rr e s i s t a n t ) ，a n de a c ho ft h et h et e s tr e s u l t so f t h et h r e en o n w o v e nf a b r i ca r ea n a l y z e du s i n gt h ec u r v ef i t t i n gm e t h o dt of i n dt h e r e g r e s s i o ne q u a t i o n sb e t w e e nt h ef a b r i cg r a mw i t hi t st e n s i l e ，b u r s t i n g ，b e n d i n g ，a b r a s i o n r e s i s t a n c e ，c r e a s e ，d r a p a b i l i t y ，h e a ti n s u l a t i o n ，b r e a t h a b i l i t y , m o i s t u r et r a n s m i s s o n ，w a t e r r e s i s t a n t ，a n df o u n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e f a b r i c g r a mw i t h i t sv a r i o u s p e r f o r m a n c e ，u s e dt h eg r a ys c a l en e a r - o p t i m a lc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nt oa n a l y s et h e s p u n b o n dn o n w o v e n ，h y d r o e n t a n g l i n gn o n w o v e n ，c o m p o s i t en o n w o v e n sh e a th u m i d i t y c o m f o r t a b l ep e r f o r m a n c e s ，g o tt h ed i f f e r e n tg r a mo ft h et h r e en o n - w o v e r lf a b r i c sh e a ta n d m o i s t u r ec o m f o r t a b l ep e r f o r m a n c eo r d e ro ft h em e r i t sa n dd e m e r i t sa n dt h em e r i t sa n d d e m e r i t so r d e ro fs a m ew e i g h to ft h es p u n b o n d ，h y d r o e n t a n g l i n g ，c o m p o s i t e ( s m s s m m s ) n o n w o v e n f a b r i ct h e r m a la n dm o i s t u r ec o m f o r tq u a l i t y ；t h ef u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nw a su s e dt oa n a l y z et h ew e a r a b i l i t yo ft h et h r e en o n - w o v e n f a b r i c ，a n di d e n t i f yt h ed i f f e r e n tg r a mo fs p u n b o n d ，h y d r o e n t a n g l i n g ，c o m p o s i t e ( s m s s m m s ) n o n w o v e r lf a b r i c i nt h e p o p u l a r i t yo fw e a r a b i l i t y ，i no r d e r t om a k ea c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nf o rt h ec o m f o r ta n dw e a r a b i l i t yo ft h en o n w o v e n f a b r i c i d e n t i f i e ds p u n l a c en o n w o v e nf a b r i c ( w e i g h ti s7 0 9 m 2 ，p o l y e s t e r v i s c o s e3 0 7 0 ) c o t t o n k n i t t e df a b r i cw i t ht h et r a d i t i o n a lc l o s e s t k e y w o r d s ：s p u n b o n dn o n w o v e n ；h y d r o e n t a n g l i n gn o n w o v e n ；c o m p o s i t e n o n w o v e n ；c o m f o r t ；f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fw e a r a b i l i t y 眦7，帆g 垂三3m 4州37， 叭下y 目录 第一章绪论j l 1 1 非织造材料在服装领域的发展和应用l 1 2 薄型服用非织造材料及其应用- 一2 1 2 1 薄型服用非织造材料的界定和应用2 1 2 2 薄型非织造材料的生产工艺2 1 2 3 薄型服用非织造材料性能要求5 1 3 国内外研究现状5 1 3 1 国内研究概况5 1 3 2 国外研究概况7 1 4 课题研究意义及研究内容9 1 4 1 课题研究意义9 1 4 2 本课题研究的内容10 第二章纺粘非织造布的性能测试与分析1 3 2 1 实验材料13 2 2 特征指标的测定1 3 2 2 1 厚度测试一_ l3 2 2 2 结果分析1 4 2 3 力学性能指标的测定1 4 2 3 1 强力拉伸性能测试1 5 2 3 2 顶破性能测试1 6 2 3 3 弯曲性能测试1 7 2 3 4 耐磨性测试一2 0 2 3 5 折痕回复性测试2 1 2 3 6 悬垂性测试。2 3 2 4 舒适性指标的测定2 4 2 4 1 保暖性测试2 4 2 4 2 透气性测试2 5 2 4 3 透湿性测试2 7 2 4 4 透水性测试：2 8 2 5 本章小结3 0 第三章水刺非织造布的性能测试与分析3l 3 1 实验材料：3 l 3 2 试验方法3l 3 3 结果与分析3 l 3 3 1 水刺布的特征指标测试结果与分析一3 2 3 3 2 水刺布力学性能测试结果与分析一3 2 3 3 3 水刺布舒适性能测试结果与分析。4 l 3 4 本章小结一4 6 第四章复合非织造布的性能测试与分析4 7 4 1 实验材料4 7 4 2 试验方法4 7 4 3 结果与分析。4 7 4 3 1 复合非织造布的特征指标测试结果与分析。4 8 4 3 2 复合非织造布力学性能测试结果与分析4 8 4 3 3 复合非织造布舒适性能测试结果与分析5 5 4 4 本章小结6 0 第五章薄型服用非织造材料舒适性综合评价。6 l 5 1 灰色近优综合评判简介6 2 5 2 综合评判过程与分析6 4 5 2 1 纺粘非织造布的舒适性能的综合评判及分析6 5 5 2 2 水刺非织造布的舒适性能的综合评判及分析6 6 5 2 3 复合非织造布的舒适性能的综合评判及分析6 7 5 3 本章小结6 9 第六章薄型非织造材料基本服用性能的综合评价一7 1 6 1 模糊数学综合评判的概念7 1 6 2 综合评判模型的建立7 2 6 2 1 因素集7 2 6 2 2 评语集7 3 6 2 3 权重系数的确定方法7 3 6 3 薄型非织造材料基本服用性能的综合评判7 5 6 3 1 纺粘非织造布性能的综合评判7 5 6 3 2 水刺非织造布性能的综合评判7 7 6 3 3 复合非织造布性能的综合评判7 8 6 3 4 薄型非织造材料与传统针织物比较一7 8 6 4 本章小结8 1 第七章结论8 3 7 1 主要结论8 3 7 2 课题的不足与展望8 4 参考文献8 6 附录一：薄型非织造材料基本服用性能指标8 8 附录二：m a t l a b 程序9 1 攻读学位期间的研究成果 致谢 学位论文独创性声明 学位论文知识产权权属声明 第一章绪论 第一章绪论 1 1 非织造材料在服装领域的发展和应用 长久以来，由于强度等方面的制约非织造材料在服装领域的应用并不十分广泛。 2 0 世纪后期，随着高档非织造设备的面世，人们开始考虑采用非织造技术代替部分 传统纺织技术丌发服装用非织造面料。近几年来，国外对服装用非织造材料的丌发 非常迅猛，相继出现了各式各样的面料并以其独特的风格登上了服装界的舞台。一 些最新研究成果【l 】表明，非织造材料可以作为理想的服装制衣面料。如b b a f i b e r w e b 和d o w c h e m i c a l 公司研制出的新型纺粘弹力无纺布，具有非常好的弹性、较低的弹 性模量以及较高的强度和尺寸稳定性。美国专利报道的一种耐用型水刺无纺布，具 有良好的耐磨性和悬垂性，不易起球，染色牢度好，回复率可达9 0 ，且至少能经 过2 5 次洗涤，适合制作日常穿用的衬衫和外衣，兼具贴身舒适性、良好机械强度和 美观性于一体。 尽管如此，但由于大部分非织造布在悬垂性、弹性、强伸性、不透明性和起球 性等方面与传统服装面料的要求有差距，且在外观上缺少一定的艺术感，因而应用 于耐久性服装领域仍有相当的难度，在国内几乎没有相关报道。目前非织造材料在 服装中的应用主要集中在非耐久性服装领域。 在非耐久性服装领域，非织造材料已经非常普及。由于具有卫生安全，同时能 避免交叉感染以及方便经济等种种优势，在这一领域非织造材料占据了市场的主要 份额，如作为无尘室工作服、一次性内衣、浴衣、医用手术衣、防护服、病员服、 宾馆酒店等休闲场所一次性制品等。在上述用途中，非织造制品使用时间少则几个 小时，多则几天，对耐用性的要求大大降低，因而大部分研究主要集中在阻隔、抗 菌等防护性能方面，很少有人对其作为一般服用材料使用的基本性能进行关注。事 实上，由于非织造材料加工工艺的多样性导致了其结构、性能等存在较大差异，对 于薄型非织造材料更是如此，即便是面密度的微小波动，也会导致其各种性能产生 较大变化，针对同一用途如何选择合适的非织造材料不仅要考虑材料性能是否满足 要求，更要考虑其加工成本和经济性，为此本文从非耐久性角度出发，对上述应用 中典型的几种非织造材料进行相关性能研究，为非织造材料在非耐久性服装领域使 用提供借鉴。 青岛人学硕十学位论文 1 2 薄型服用非织造材料及其应用 1 2 1 薄型服用非织造材料的界定和应用 由于用途、加工方式等多样性导致非织造材料的厚薄、轻重有很大差异。通常 单位面积质量可以从几克到几百克甚至上千克不等，厚度也是从几微米到几厘米， 跨度非常大。作为服装材料使用，厚薄、轻重也是各不相同，譬如采用针刺、缝编 技术丌发出的服用材料单位面积质量多为2 0 0 克以上，而作为非耐久性服装材料使 用的非织造布大多都比较轻薄，基本在1 5 0 克以内。在参考大量文献基础上，针对 非耐久性服用材料使用，本文界定这一克重范围( = 1 5 0 9 m 2 ) 为薄型非织造材料。 薄型非织造材料的用途非常广泛。但大多作为短期产品使用，使用一次或几次 便不再使用。譬如农用，替代塑料薄膜作为温室大棚盖布等；医用，病床床单、绷 带、纱布、手术帽、手术衣、一次性卫生材料等；日常生活用，婴儿尿布、儿童学 步训练裤，湿巾、口罩、鞋套、浴帽等；家居用，台布、桌布、墙布、家具盖布等。 也包括防污服、检查服及上节提到的洁净房工作服、一次性内衣等非耐久性服装材 料。 综上所述，薄型服用非织造材料主要指克重在o 1 5 0 9 m 2 ，主要作为非耐久性服 装材料使用的这一类材料。 1 2 2 薄型非织造材料的生产工艺 按照美国i n d a 2 0 0 2 年采取了一种新的分类方法，即以铺网方式为主进行划分， 非织造材料可以分为如下图1 1 所示的四大类f 2 】： 2 第章绪论 非织造布 纺丝成网法 梳理成网法 f 热轧同结成布 纺粘法 针刺同结成布 l 水刺同结成布 闪蒸法 熔喷法 膜裂法 针刺法 水刺法 f 喷胶法同结成布 化学粘合法 浸胶法同结成布 l 泡沫法同结成布 热粘合法 冀嚣鎏寓薹鐾雾 气流成网法 湿法成网法 图1 1 非织造布的分类 其中作为服用材料使用的非织造布主要有以下几种加工工艺： 1 纺粘法 纺粘法也称纺丝成网法，纺丝成网的原理和纤网性状与蚕吐丝网非常相似，只 不过它采用聚合物为原料，利用化纤纺丝的方法形成长丝，再借助气流或机械的方 法分丝成网的，而且绝大多数情况下需要通过固结工序达到成布目的1 4 j ，其微观结 构如下图1 2 。这种工艺生产的非织造布在手感和性能方面很接近于传统的纺织品， 国内技术比较成熟的为丙纶纺粘布【3 1 。 2 闪蒸法 闪蒸法也有人称其为瞬时溶剂挥发纺丝成网法，以聚乙烯烃为主要原料。不同 于纺粘法用气流分丝或气流与机械结合分丝，闪蒸法采用静电分丝，即利用静电发 生器形成静电场，使丝条在拉伸过程中相互摩擦形成静电分丝，彼此相互排斥保持 单纤维状态，然后靠静电装置使纤维凝聚成网，纤网再经热轧便形成了闪蒸法非织 造布【4 1 。d u p o n t 公司开发的“t y v e k ”系列非织造布就是用闪蒸法制造的。 3 水刺法 水刺法非织造布生产工艺是一种新型非织造布加工技术，7 0 年代中期由美 d u p o n t 干h c h i c o p e e 公司开发成功。水刺法工艺也称射流喷网工艺，是通过高压水柱 高速水流对纤网喷射，在水力作用下使纤网中纤维运动而重新排列和相互缠结，以 达到固结成布的目的，其微观结构如下图1 3 。水刺法非织造布具有强度高、吸湿透 气性好、不易起毛、手感柔软、悬垂性好及无化学粘合剂等优点。主要原料为涤纶、 3 青岛人学硕士学位论文 锦纶、丙纶、粘胶、脱脂棉纤维或浆粕以及其它功能性纤维掣5 1 。 4 s m s 复合非织造布 复合非织造布就是将两种以上性能各异的非织造纤网( 或非织造布与其他纺织 品及塑料等) 通过化学、热或机械等方式复合在一起，或者是结合不同的成网工艺制 造的非织造布【6 1 。由这些方法加工出来的以非织造布为主体的复合产品集多种材料 优良性能与一体，通过各种被复合材料性能的互补，使产品的综合性能得以充分的 加强。 s m s 是将熔喷装置设在两个纺丝成网系统之间，在熔喷纤维铺置到第一层纺粘 纤网之后，又由第二层纺粘纤网将其覆盖，形成三层复合的纤网，英文缩写称之为 “s m s ”【j 7 1 。熔喷布的特点是纤维直径细、表面积大、蓬松柔软、悬垂性好、过滤阻力 小效率高、抗静水压能力强，但其强力低、耐磨性差。而纺粘布纤维纤度比较大， 纤网又是由连续长丝组成，其断裂强力和伸长比熔喷布大的多。s m s 复合技术正好 相互取长补短，既有足够的强度和耐磨性能，又有很高的覆盖率、过滤效率、阻隔 能力以及外观均匀性。 5 针刺法 针刺工艺是机械固结工艺的一个最为典型的例子。其各向同性的纤网一般来源 于气流成网或梳理纤网的相互叠加。纤网固结可通过机械的方式来实现，即将带有 合理排布钩刺的钩带下相互缠结。通过控制针刺深度及重复针刺动作，可以获得相 互纠结的三维结构。由于针刺毡未加入化学粘合剂，其吸水性能较好，针刺结构本 身在三维空间上形成了一种复杂的虹吸系统，从而提高了它的吸水效果。 6 复膜材料 复膜材料通常是将纺织品与防渗透膜贴合，根据具体应用的不同，所使用的基 布、膜材有很大的差别，复膜形式有s f ( 一布一膜) 或s f a ( 两布一膜) 。用于医疗环 境的一次性复膜产品，基布多是纺粘布，膜分为普通p e 膜和透气性膜，透气性膜 是在聚乙烯树脂中混入一定等级的碳酸钙粉末，薄膜在拉伸取向时会在碳酸钙周围 形成孔隙，具有较好的透湿性能。由于该类膜价格较高，目前国内使用较多的是普 通p e 膜，该类产品防护性能非常好，但是存在的最大问题是不透气，舒适性太差【8 】。 r 鬈泛翻 器：参瞧纛 黔l 参鼍0 鬻 滋鬣二纛飞 4 瀚荔翟 霪譬二，翟易、移：嗣 一勰 第一章绪论 1 2 3 薄型服用非织造材料性能要求 作为服装材料使用的非织造布，基本性能要求与传统织物类似。主要包括耐久 性能、舒适性能及外观性能三大类，如下图1 4 所示。耐久性能包括断裂强度( 如拉伸 断裂、撕裂、顶破等) 、磨损牢度( 如平磨、曲磨、折边磨、动态磨等) 、色泽度( 如同 晒牢度、水洗牢度、摩擦牢度等) 以及尺寸稳定性等，是衡量纺织品在服用过程中耐 受外力的能力。舒适性是服用者对某一纺织品感受的舒适程度，包括透气透湿、保 暖绝热( 导热性能) 等与生理有关的性能。外观性能包括滑糯糙涩、柔软刚挺、丰满 板结等与手感风格有关的性能，光泽是柔和或刺目等性能。这些性能反映纺织品的 外观和实用价值一j 。 一、耐久性 三、外观性 i 拉伸强力 强度方面 顶破强力 【撕裂强力 二、舒适性 耐磨性 染色牢度 缩水性、热缩性 悬垂性 刚柔性 抗皱性、免烫性 起毛起球性 图1 4 织物基本性能的分类 透气性 透湿性 吸湿性 透水性 保暖性 不同用途的服装，对性能的要求往往也不同，非织造材料由于其用途及结构的 特殊性，其应用性能就相应地具有了特殊性。考虑到薄型服用非织造材料主要用作 非耐久性服装，本课题主要从其力学性能、耐磨弯曲性能、折皱回复性能、保温通 透性能以及悬垂性等方面分析其基本性能，而不考虑染色牢度，尺寸稳定性以及起 毛起球性等性能，这些考核指标的优劣直接反映非织造服用材料基本性能的好坏。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国内研究概况 我国在耐久型非织造服装材料的开发上还处于初级阶段。目前服用非织造材料 5 青岛人学硕十学位论文 仅限于薄型产品，在非耐久性服装中使用，譬如一次性内衣裤等普通民用以及某些 特殊领域的一次性服装，如水刺医用防护服，s m s 医用防护服及其他功能用防护服。 赵志军，鹿晓 【】研究与n b c ( 原子、生物和化学n u c l e a r , b i o l o g i c a la n d c h e m i c a l 简称n b c ) i j i 护服有关的化学药剂的特性和防护材料的类型，并着重讨论 各种防护材料的防护机理。 郝新敏，张建春等【l l - 1 3 】研究了可重复使用透湿型s a r s 防护材料，将微孔聚四 氟乙烯聚醚酯复合膜与多功能防护性织物层压，研制了具有优异的病毒与细菌阻隔 性能，同时具有优良的透湿汽、防血液和体液渗透、防水、抑菌、抗静电、阻燃等功 能，可重复使用的防护服装面料利用这种面料所研制的抗s a r s 防护服具有耐久的 隔离病毒、防血液渗透、防静电、防水、防油、抑菌、透湿等多项功能其综合防护 性能达到并超过国家标准g b l 9 0 8 2 2 0 0 3 的要求，防护效率大于9 9 ，透湿量8 0 0 0 g m 2 d 以上，穿着舒适，可经多次消毒或沈涤( 1 5 次) 后重复使用。 海南欣龙无纺股份有限公司为解决一般医用防护用品对细菌、微尘阻隔性不够 理想的问题，采用三层结构的舒肤网产品，即合成纤维层加超细纤维层加纤维素纤 维层。该产品各层所起主要作用分别为高强耐磨、阻隔细菌和吸湿透气，由于复合 了超细纤维层，而超细纤维直径d , ( 5 9 m ) ，纤维层结构紧密，不但抵抗细菌和微尘的 穿透性好，还有很好的抗液体渗透性( 纤维间孑l 隙直径 7 0 1 x m ) 较好的透湿性( 孔隙率2 8 6 、水汽分子直径4 x 1 0 4 9 m ) 和强度，很好地满足了此类 产品的使用要求1 1 4 , 1 5 j 。 北京市劳动保护科学研究所研制成功的局部透气性防护服是新型的防护器材 【1 6 】，为职工的安全生产提供了一种较为理想的个人皮肤防护装备。局部透气性防护 服是靠物理吸附和封闭隔离两种途径起到保护作用的。该防护服能有效地防护各种 蒸汽状和微小液滴状的有害化学物质以及防护有害粉尘对人体皮肤的伤害，由于它 有3 0 0 0 c m 2 的透气面积，因而有较好的服装热生理性能和卫生性能，其基本性能相 当于国际上同类产品的水平。 张建春，殷英贤【1 7 , 1 8 j 禾l j 用透气薄膜与水刺、纺丝成网等非织造材料进行复合， 其血液渗透率仅为2 ，但它的价格相对较高，尤其是使用聚四氟乙烯薄膜，这种膜 形成特殊的三维结构复合层，不仅具有很强的防水性，而且具有良好的透湿、透气 性、耐光性和耐化学品性。 王云仪，李俊等【1 9 】人研究了医用防护服用非织造布热湿舒适性能。测试了医用 防护服用非织造布的结构特征参数，热湿舒适性方面的透湿透气性，以及k e s 测试 的低负荷下各项力学性能等各项性能。分析了非织造布相较于传统医用服装机织面 料在热湿舒适性、触觉舒适性及成型性等方面的特点。通过所设计的实验装置用 d l 7 0 0 c 红外热像仪监测了模拟衣下微气候的热湿传递特性，以及不同状态时面料 6 第一章绪论 表面温度的变化规律。提出了织物表面温度变化率作为表征非织造布的热湿舒适性 能的评价指标。 对于薄型服用非织造材料，国内的研究主要集中在防护服的结构和防护性方 面，对于其作为服装材料使用的舒适性和基本服用性能研究较少。虽然很多企业在 生产薄型服用非织造布，而医院、无尘工作室、宾馆酒店、美容美体等场所在大量 使用这一类材料，但材料的选择和使用具有很大的随意性，经常出现不知道选择何 种工艺、何种克重产品等一系列问题，更多时候由于选用性能过高产品造成材料性 能的浪费和成本提高，有悖于非织造材料低廉经济的本质，更有悖于目前倡导的节 能环保、低碳经济可持续发展。因此对薄型服用非织造材料的性能研究和进行综合 评价十分必要。 1 3 2 国外研究概况 国外已开发出了很多新型的的服用非织造材料，包括耐久性和非耐久性的，并 且有很多非织造材料己大规模的投入生产使用，很多研究人员主要针对非织造材料 的舒适性进行了研究。 k i m b e r i y c i a r k 公司丌发的复合非织造防护材料( 美国专利u s 6 1 0 3 6 4 7 ) 2 0 】是 用一层或一层以上的熔喷非织造材料，结合纺丝成网非织造材料( 纤网中纤维平均 直径大于7 9 m ) 制得的s m s 复合材料。这种材料要比一般的纺丝成网非织造材料柔 软，同时纺丝成网纤网还可以有效地弥补非织造熔喷材料强力不高的缺陷。 在国外，军用防护服中主要采用复合多层纤维纺织品制成，内含高密度化纤及 天然纤维机织物以及活性碳非织造布和发泡材料等。而防弹服是采用包括许多现代 高性能纤维和薄膜非织造材料在内的材料制成的，虽然用量很少，但有防弹、密封、 防水等特殊功能【2 1 - 2 4 。 b p a u s e 等人【2 5 】研究p c m 在防护服中的应用，在非织造防护服的应用中，p c m 的主要作用是在人体剧烈运动时，吸收人体排放出的多余热量。p c m 的吸热作用可 使微气候温度保持在一个舒适的范围内，阻止皮肤产生大量的汗液。p c m 微胶囊可 与腈纶纤维、聚氨酯泡沫塑料合成，或混到涂层复合材料中，或局部应用于织物或 泡沫塑料中。在非织造p c m 防护服中，p c m 可以直接混合到聚合物薄膜中，然后 复合到非织造材料上。 美国杜邦公司用纺粘法( s p u nb o n d ) 闪蒸纺( f l a s h s p i n n i n g ) 生产的聚乙烯超细长 丝非织造布t y v e k 作为防护服材料。这种材料综合了纸张、薄膜和织物的最佳性能。 制作的防护j 艮t y v e kb a r r i e rm a n 重量轻、强度高，抗戳刺、抗撕裂和抗腐蚀性能好 2 6 , 2 7 。 7 青岛人学硕十学位论文 美国杜邦公司卷装产品生产者欧洲分部最近已研制生产了两种新型聚乙烯纺粘 法防护材g ：l - t y v e k c _ ；f i t y v e k f 用于制作防护服，特别是能用这两种新材料生产制药配 药行业、染料和颜料行业用工作服，也能生产处理多氯联苯氧化物及清除致癌物质 人员用的防护服，还能制造处理意外事故的作业防护服，可防止有毒化学品及气体 对救援人员的伤害。其 t y v e k c 供涂层用，是采用特殊涂层制成的，比标准的t y v e k 材料能更有效地阻挡液体无机物、纤维及粉尘侵入；t y v e k f 供薄膜层压用，是与特 殊涂层膜层压而成，有优异的力学性能，能阻挡许多种有机化学品的侵入【2 8 1 。 美国杜邦公司推出的产品n o v a 具有防玷污和透气性等功能，并已在纽约市场 进行试销售【2 圳。 2 0 0 4 年由土耳其m o g u l 4 e 织造布公司推出的高能见度荧光面料m h v ，该聚酯纺 粘织物边缘无磨损脱落现象，适用于超声缝纫法，在服装领域已可取代传统织物f 3 。 同本以聚乙烯醇( p v a p o l y v i n y la l c o h 0 1 ) 纤维为原料，加工成织物制作防护服供 轻度放射性场所的工作人员一次性使用。在需要抛弃时即被贮藏于放射性物品贮存 罐中，然后用高温水或热蒸汽溶解，再将废水排放，以减少放射性废物的存储空间 【3 l 3 3 】 o 德国公司生产的水刺纺丝成网非织造材料，商品名为e v o l o n ，是将纺丝成网的 纤网，经高压水针不连续冲击，使长丝分裂成不同纤度( o 0 5 2 5 d t e x ) 的细旦长丝。 e v o l o n 纺丝成网非织造材料具有优良的力学性能，较高的透气性，耐洗快干，手感 柔软。产品表面经整理后，与普通的机织和针织物同样具有良好的悬垂性，非常适 于制作成人与儿章的运动服及防护服p 4 | 。 p g i 集团开发的采用a p e x 技术的产品m i r a t e c 被美国耐克公司采用制作无袖低 领运动衫，该产品采用超声熔接缝合，并有调节温度的功能，这些优点使其成功地 投入市场并标志着非织造布应用于服装领域的一大进步【35 1 。 澳大利亚的国际羊毛局进行了三年的羊毛服装用非织造布面料的研究工作，其 研究成果也陆续上市。这种新型非织造织物质量好、强度高、穿着舒适，可作高档 服装用料，也有力地拓宽了羊毛运动服装的使用范叫2 9 1 。 根据o s h a 的统计数据，在所有由于工伤造成的残疾中，大约有1 2 1 4 是 由于工人没有穿着合适的个人防护装，f a r h a n ga k b a r k h a n z a d e h ，m i c h a e ls b i s e s i ， r u b e nd r i 认为，为了增强p p e ( 个人防护装备) 的效力与安全性能，在进行个人防 护装备的设计时应该重视人机因素，改进质量以提高p p e 的可穿着性能【3 6 1 。 u n i f i 公司已经兴建工厂，用非织造布生产服装。作为起始，此类织物用途集中 在医疗和劳保服装领域，但该公司看好服装用途领域的发展前景，有意继续推广至 普通服装【3 7 - 39 。 欧洲的大公司研制的测试仪( 出汗假人) 能够测量瞬间状态和极端环境下非织造 8 第一章绪论 服装的热湿传递性能【4 们。出汗假人的每一层的材料和人体的相应部位有着相近的热 容和热传导率，采用这样的材料组合，就可以模拟热湿传递的瞬态状态。 雪莱研究所研究了在持久的热和冷的环境中工作的舒适性及短时问酷热或主要 危险为燃烧时对火的热防护。利用托格表( t o g m e t e r ) 仪器测定非织造布的热阻， 用“对照容器实验法”测定服用非织造布的透气性，假设服装系统的水汽阻力足够 的低，以使汗液无法积聚，对服装保湿要求的隔热水平绘制一张舒适图，获得最大 和最小舒适值，可以通过计算获得某一特定服装系统的舒适性范刚4 。 2 0 0 2 年，日本发明了仿麂皮非织造布，但因成本太高，只出现在一些高档时装 中，尚未推广普及。 目前，国外己生产出很多非织造服装材料，主要用于儿童服装及运动休闲服装， 并对一些服用非织造材料的舒适性能进行了测试和评价，但对非织造材料的基本服 用性能研究不多，相关的分析测试及综合评价少有报道。因此本文选取薄型非织造 材料作为研究对象，并对其基本服用性能进行测试分析和综合评价，以期对非织造 材料在服装领域的应用提供借鉴，为企业的的生产和产品开发提供指导。 ： 1 4 课题研究意义及研究内容 1 4 1 课题研究意义 非织造材料加工工艺流程短，成本低廉，工艺的多样性带来结构和性能以及外 观的多变，上述种种因素使得人们多年来始终把代替传统织物作为非织造材料发展 目标之一。加之近年来受国际大环境影响，出口退税率下降、人民币升值等，非织 造行业在国际市场竞争中面临的挑战与困难越来越大，而国外对产业用纺织品这类 高附加值产品的地方保护越来越强，市场准入将越来越严格，甚至苛刻，国外的技 术壁垒和绿色环保壁垒等也已成为阻碍非织造行业发展的因素。非织造行业急需丌 辟新的途径来排解眼前的各项压力，而向服装领域的进一步拓展无疑是一个很好的 选择。非织造材料在服用领域的开发为非织造行业新产品新技术的开发指明了一个 更为广阔的发展方向。 对于薄型服用非织造材料，国内外许多公司和学者大多致力于从材料的防护性 及舒适性角度出发对服装和面料结构进行研究【1 4 1 ，以便于提高服用非织造布的舒适 性及各种防护性能，鲜有人对薄型服用非织造材料的的各项基本性能做出系统研究 和分析评价，而非织造材料作为一次性服用材料在当今的社会生活中应用非常广泛， 如前所述，用作酒店宾馆以及各种休闲娱乐会所罩的的一次性浴衣、桑拿衣等，用 作一些特殊工作场所的工作服，即使作为医用防护服也需要首先满足作为服装使用 9 青岛人学硕十学位论文 的基本服用性能要求。总之，作为非耐久性服用材料，非织造布满足了广大消费 对其卫生安全性和经济性的要求，应用范围越来越广，力h - i - 方式、规格参数等与 基本服用性能的关系以及综合评价与对其未来的发展和应用具有十分重要的意义 为此，本文展开对此方面的研究。 1 4 2 本课题研究的内容 薄型服用非织造材料加工方式多种多样，目前市场广泛使用且具有代表性的加 工工艺为纺粘热轧、水刺以及复合( s m s s m m s ) 等工艺。因此，本课题以这三种 方法加工的薄型非织造材料为对象，选取了不同规格不同原料产品进行特征指标( 厚 度) 、力学性能指标( 拉伸、顶破、弯曲、耐磨、折皱) 以及舒适性能指标( 保暖、 透气、悬垂、透水性) 测试，在对测试结果研究分析基础上，探讨了非织造布各项 性能指标与其面密度关系。同时考虑到作为服用材料使用，运用相关理论对三类非 织造材料的热湿舒适性和基本服用性能进行了综合评价。为进一步了解几种薄型服 用非织造材料与传统织物在各项性能上的相近程度，本文最后选取了棉质薄型针织 物作为对照，对三类综合性能较优的非织造材料进行优劣比较。 在本文的研究中，主要内容之一是探讨了试样面密度与其各项基本服用性能的 关系，事实上影响非织造材料基本服用性能的根本原因主要来自于生产中各工艺参 数，例如：轧点形状及面积对纺粘热轧布的透水性能有一定影响，对纺粘布的力学 性能以及保温透气透湿等性能影响有限【4 2 小1 ；水刺非织造布，通常随着水刺压力的 增大而强度增大，但是水压过高对提高材料强度的作用不明显，反而还会使材料强 度下降，表面粗糙较硬，使生产能耗增加，生产成本提高【4 5 j ；s m s 或s m m s 复合 非织造布在复合过程中熔喷工艺接收距离会对材料的强力、蓬松性、保暖性等性能 产生直接影响。本课题并非探讨产品性能的影响因素，而是找寻规格( 面密度或称 克重) 与产品性能之间的关系，因此对上述工艺参数不作讨论。 本文具体研究内容如下： l 、对具有代表性的三类薄型服用非织造材料进行各项性能测试和分析，在此基 础上进一步探讨试样规格与其拉伸、顶破、弯曲、耐磨、折皱、保暖、透气、悬垂、 透水性等性能之间的关系，并进行定量表征。 2 、运用灰度近优综合评判分别对纺粘热轧非织造布、水刺非织造布以及复合 ( s m s s m m s ) 非织造布的热湿舒适性能进行分析，对各类非织造布中不同规格试 样的热湿舒适性能进行评判。在常用的克重范围内选取不同工艺同一克重的非织造 试样对其舒适性进行比较，以获得三类非织造材料的热湿舒适性优劣信息。 3 、运用模糊综合评判对三类非织造材料不同规格试样的基本服用性能进行相关 1 0 第一章绪论 计算和分析，从而得出各类非织造命中不同规格试样总体性能优劣的排序。通过棉 质薄型针织物的选取和对照分析，从宏观角度对三类非织造材料总体性能进行相对 比较。 本课题的创新点：选取具有代表性的三类薄型非织造材料进行基本服用性能测 试和系统研究，测试结果及评判结果较为全面；运用狄度近优综合评判对试样的舒 适性做出了较为客观的评判；运用灰色关联度法确定各性能指标的权重系数，运用 模糊综合评判对非织造布的基本服用性能做出了综合评价，为非耐久性服装材料的 生产和使用提供指导。 1 2 第二二章纺粘。1 卜织造布的性能测试与分析 第二章纺粘非织造布的性能测试与分析 非织造布基本性能包括三个方面：特征指标、力学性能、品质指标。非织造产 品质量的好坏是由最基本的特征指标来决定的，这些特征指标的高低、大小决定了 产品的其他物理机械性能。非织造布最基本的特征指标包括定量、厚度等。力学性 能主要是抗拉伸、撕裂、顶破、冲击等方面。非织造布品质指标主要有低负荷下材 料基本力学性能，包括弯曲、剪切、拉伸、压缩及表面摩擦性能，透通性及隔热性 等。论文从非耐久性服用角度出发，对各类薄型非织造材料进行相关性能测试和分 析，并进一步探讨规格参数( 克重) 与其力学性能及舒适性的定量关系。本章主要 进行纺粘热轧非织造布的测试和分析。 2 1 实验材料 为了全面评价纺粘非织造布的基本服用性能，本文采集了6 种不同克重的纺粘热 轧非织造材料，原料均为纯涤纶纤维，轧点形状均为方型，其规格见表2 1 。 表2 1 纺粘非织造布规格 2 2 特征指标的测定 2 2 1 厚度测试 非织造布的厚度t 是指在承受规定压力下布两表面问的距离，它是评定非织造 布外观性能的主要指标之一。非织造布的厚度影响非织造产品的性能【4 6 1 。 实验仪器：根据g b 3 8 2 0 1 9 9 7 纺织品和纺织制品厚度的测定，本课题用 l c k 1 0 2 织物厚度测定仪( 压盘规格2 0 0 0 r a m 2 ，加压压力o 5 k p a ) 对试样进行测试， 试样规格：2 0 c m x 2 0 c r n 正方形布样。 试样的厚度的试验结果见下表2 2 ，同时还进行了体积密度计算。 青岛人学硕十学位论文 表2 2 纺粘布的厚度 _ 一_ _ l _ - _ l _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - - l _ - l _ _ - _ _ _ _ - i _ - i _ _ _ - _ _ _ i _