第十章非织造产品开发与测试

第十章非织造产品开发与测试

§10-1 产品开发的概念 §10-2 产品开发的科学理论基础 §10-3 产品开发的技术路径 §10-4 非织造产品开发 §10-5 非织造材料的后整理§10-6 非织造测试技术

第十章非织造产品开发与测试 §10-1 产品开发的概念

一、产品的概念产品，指人们为了某种社会需要，通过一系列有目的

的劳动而创造出来的物质实体。• 现代整体概念• 现代发展概念• 现代用户概念美国著名市场学家菲利浦 · 卡特勒教授将产品从理

论上分成三个层次：核心层、结构层和无形层。产品层次的功能性：随着消费者政治文化素质的提高及消费心理的更新，

越来越重视产品的结构层和无形层的功能性。

第十章非织造产品开发与测试 §10-1 产品开发的概念产品的三个层次

产品核心层

功能和效用，即消费者基本利益

产品结构层

设计风格

品牌

价格

色调

商标

质量

包装

布局特征

产品无形层资金

备件

送货

企业

维修

安装

指导保证

信誉融通

调试


二、产品观念与产品观念转变( 一 ) 产品观念的内涵：包括生产者的产品观念和产品使用

者的观念。主要有品质观念、服务观念、竞争观念、创新观念和效益观念。

( 二 ) 产品观念的转变• 生产力的发展引起产品观念的转变：商品生产者若想在

高度发达的市场经济体系中求得生存和发展，必须树立讲质量、讲服务、讲创新、讲市场、讲利益的现代产品观念。

• 市场营销观念变化引起产品观念的变化：生产导向 ( 以生产为中心 ) 销售导向 ( 以销售为中心 ) 市场导向( 以用户为中心 ) 社会导向 ( 以社会全局利益为中心 )

• 科技进步引起产品观念的转变：服务于社会、服务于用户与谋求发展、谋求利润的价值观。


( 三 ) 新产品的概念• 概念：采用新技术原理和新设计构思研制并生产的科

研型 ( 全新型 ) 产品，或在结构、材质、工艺等某一方面比老产品有明显改进，从而显著提高了使用功能的产品。

• 新产品的分类：仿制新产品、改进型新产品、换代产品、全新产品和高科技产品。

• 新产品的形成过程

新产品的思想

新产品提案与决策

新产品设计与研究

新产品设计与评价

新产品的投产

新产品投放市场


三、产品的质量产品的质量包括：应用质量、审美质量和实物质量。应用质量：指产品在实际应用中能满足并适合社会和人们需要所

具备的特性。一般包括实用性与功能、安全性、先进性与可靠性、寿命、接受性。

审美质量：功能美、技术美、材质美、形态美、和谐美。实物质量：物理机械性能、外观质量、服用性能和纺织产品的手感。


四、产品的基本属性( 一 ) 产品的物质性特征• 物质产品为了满足人们物质生活需要而制造出来的物质实体。如一件衣服、一顶帐篷、一辆汽车、一架飞机等。

• 制造产品的材料任何产品都是一个由各种材料以一定的结构和形式组

合起来的具有相应的品格和功能的系统。因此，材料在产品开发中具有极为重要的地位。


( 二 ) 产品的结构性特征• 产品的结构指物质系统内部各组成要素之间相互联系、相互作

用的方式。• 结构的层次性产品的结构有着若干不同的层次，每一个层次中的

质点都具有一定的结构。如过滤器，它由过滤料、支撑网、外壳体等组成。而过滤料又由纤维按不同的铺放规律、不同的加固方式结合而成。


• 结构的有序性指任何产品的结构都是目的性与规律性的统一。

产品中的组成要素，都是按照一定的规律和顺序组成的。如高强聚乙烯，经超拉伸后，大分子链尽可能伸直并高度取向，这样的纤维结构便可显著提高其强度和模量。

• 结构的稳定性产品作为一个由质点按一定顺序构成的整体系统，

在空间结构和时间结构上相互联系、结构形式保持稳定的特性。


( 三 ) 产品的功能性特征产品的功能指其所具有的作用、能力和功效。1 、物质功能：产品能满足人们的各种需要的功能。• 实用功能指能满足人们生活实践中所需要的功能。如抗菌纺织

品具有防止医护人员和病人受病菌侵袭而感染的功能。• 技术功能是满足人类在生产实践以及科学研究与发明过程

中的各种工艺操作、技能所需要的功能。如热轧机能达到纤维网加固的作用。

• 经济功能对于为了交换而生产的劳动产品其重要的功能就是经济功能。


2 、精神功能：指满足人们各种精神需要的功能。• 认知功能指产品所输出的信息，引起人的感觉、思维、判断、记忆等心理活动的功能。如，当我们听到织物的丝鸣声时便知这是蚕丝所制成。

• 审美功能指产品所具备的能满足人的审美需要，引起人的审美感受，给人带来美的享受的审美教育的功能。产品的审美质量包括：花型、纹路、光泽、声响、气味、构型，以及与舒适感有关的软、硬、凉、热、粗、细、滑、爽等特征。


(四 ) 产品的品质性特征产品的品质指产品的质量、性能等诸多因素的综合评

价。以保暖絮片为例，对产品的品质特征作简单分析。• 原材料纤维种类，纤维细度，纤维长度，卷曲状况，纤维是否中空，是否加过硅油等。

• 絮片的品质规格：包括幅阔、厚度、面密度及纤维排列情况。物理机械性能：包括强力、伸长、撕破、压缩、弹性等。其它性能：透气性、阻燃性、抗菌性、耐洗涤性等。


(五 ) 产品的生存性特征1 、产品的寿命周期包括从诞生、成长、成熟、兴盛到衰亡的发展过程。

产品的发展过程如下图所示：

←

销售量

开始生产时间→ 停止生产

投入期成长期成熟期衰退期

Δx

Δy


判断产品所处生命周期的位置国外企业经验：Δy/ Δx >10 ％属于成长期Δy/ Δx ＝ 0.1~10 ％属于成熟期Δy/ Δx <0 ％属于衰退期2 、产品的使用寿命指产品经过一段时间的储存和应用，产品的性能、

功能不再符合人们的需要。消费者对产品的使用寿命有不同的要求，随着人

们的经济地位、社会地位、文化修养、审美观念、经济条件、消费心理而存在很大的差别。


(六 ) 产品的负效应指某产品在生产和使用过程中给人类、社会、环境带来的不利影响和危害。

• 产品对环境的负效应• 产品对精神文明的负效应

第十章非织造产品开发与测试 §10-1 产品开发的概念 (七 ) 产品的经济学概念1 、最低生存周期费用用户为了购买和占用、使用产品，直到满足某种

需要为止的整个生存周期中所化的全部费用。2 、产品开发的经济分析经济因素技术因素市场因素企业因素时间因素社会和政策因素3 、对消费者的经济分析最低使用费用最低制造费用研究市场流行趋势、消费心理。

第十章非织造产品开发与测试 §10-2 产品开发的科学理论基础

一、产品开发与系统工程1 、系统工程从全面出发研究系统的各个组成部分的相互联系、综合考虑各种因素，运用数学方法和现代计算机工具，寻找系统的最佳方案，以达到最佳效果。

2 、系统工程的方法与步骤问题的确定：一般采用直观经验法、预测法、结构模型法、多

变量统计分析法，或利用行为科学、社会科学、一般系统理论和模糊理论来分析，甚至采用多种方法结合起来进行分析，使任务明确化。

应用功效理论、费用 /效益分析法、价值工程原理建立价值体系或评价体系，研究确定系统的目标函数。


• 系统分析 (建立模型 ) 在已确定的目标下，对设想的各种方案进行分析、

比较。• 系统最优选择。• 决策。• 制定计划、执行。


运筹学控制论管理科学工程技术社会科学

逻辑维规划阶段拟订方案

分析阶段运筹阶段

系统实施阶段运行阶段

更新阶段

实施计划

决策

最优化

系统分析

系统综合

系统目标

摆明问题

处理系统工程问题的三维结构图

知识维

时间维


二、产品开发与价值工程1 、价值工程通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与

费用进行系统分析，不断创新，旨在提高对象价值的思想方法和管理技术。

主要用来对已有的产品进行功能分析和研究，以最少的成本充分实现产品的功能。


产品生存周期费用与功能的关系

C 为总费用曲线

Cmin 为产品生存周期费用的最低点

C1 为生产成本曲线

C2 为使用成本曲线

←

成本

质量 (水平 )→

Cmin

C2

C1

C= C1+ C2

A

B

C’

F’ F


2 、价值工程中的价值价值 (V)= 功能 (F)/ 成本 (C)= 经济效果提高产品价值和经济效果的途径：• 保持产品成本不变，寻求提高其质量与功能。• 保持产品的质量和功能不变，设法降低其成本。• 大大提高产品的质量与功能，其成本虽有所增加，但

价值仍有提高。• 设法减少或消除产品不必要的功能或过高的功能，这

可使其成本显著下降，从而提高产品的价值。• 提高产品的质量与功能，同时降低成本，价值自然会

显著提高。


三、产品开发与科学思维1 、思维科学所谓思维，是人类特有的认识过程。思维科学，是研

究人的有意识思维的特点、规律、历史发展和人工模拟的。

• 社会思维学：研究思维的社会性、个体思维与集体思维、个体思维与社会知识体系和社会信息之间的关系的科学。

• 逻辑思维：以概念为思维要素，以判断、推理为特征的思维。

• 形象思维：形象思维始终不脱离想象，它以对生活的记忆、选取、集中、改造和加工为特征。

• 灵感思维：指人们在科学研究、科学创造、产品开发或解决过程中突然涌现、瞬息即逝，使问题解决的思维过程。


2 、科学的思维方法(1)奥斯本设问法 • 目前的产品、技术能否用于其它领域？• 能否通过模仿其他相似的事物，借用其他方案？• 能否改变产品的形状、颜色、声音、味道。以取得新

的效果？• 能否扩大或增加某些方面？如尺寸、强度等？• 能否缩小或取消某些方面如减轻、减薄等？• 能否替用？如在人、材料、元件、工艺等？• 能否改变？如程序、布局等？• 能否颠倒？• 能否组合？


(2)阿诺德设问法 • 在增加功能方面？• 在提高性能方面？• 在降低成本方面？• 在增加销售方面？(3)智力激励法又称头脑风暴法、集体智慧法。针对议题，每个成员自由地、毫无约束地进行思考，并毫无保留地发表自己的见解、设想和方案。同时，也使与会者之间互相启发、激发想象和联想，引起和强化创造性思维的共振效应。

(4) 产品开发的其它技法系列产品开发法、配套产品开发法等。


四、产品开发与美学( 一 ) 技术美学1 、审美创造的基本原则• 主体原则：按照马斯洛理论，把审美主体－人的基本

需要分为五个不同层次：生理需要、安全需要、爱的需要 ( 即情感和归属感的需要 ) 、尊重的需要以及自我实现的需要。随着物质、文化水平的提高对高一级层次的需要产生欲望。如当今服装美要体现：材质美、色彩美、款式美、舒适美以及由服装衬托的人体美。

• 功能原则：物质产品具有物质功能和精神功能，应注意两者的有机统一。如防弹衣与晚礼服在设计上的区别。

• 综合原则：指材料、结构、形式、功能、环境以及与审美主体相关的统一的美。

• 发展原则：审美意识在不断的发展和进步。


2 、产品的功能美与形式美作为物质产品的美，首先来自功能美。如紧身服装

应选用什么样的材料最舒适，宽松式服装与人体皮肤间距到底有多大才有利于保温、透气并与生活、工作、生产环境相适应等。

产品的形式美指产品的形体、线、面、质地、色彩、音响、气味等感受形式的统一和变化、均衡与稳定、尺度与比例、节奏与韵律，符合自然规律和大多数人审美意识的程度。


( 二 ) 生产美学• 生产环境美：美的生产环境能激发劳动者的愉快和高昂的情绪，提高工作效率和质量，而且在一定程度上可消除疲劳和紧张。

• 人体工程学：研究劳动主体－人在特定工作环境中的生理、心理等因素；能力、功能等特点，创造最佳人机环境。


• 工业设计工业设计是技术功能设计与美学设计的结合与统一，是科学技术与经济、文化、艺术的结合与统一。它包括产品设计、视觉传达设计 ( 包装、广告 ) 、环境设计，在完善产品使用价值的同时，增添产品的精神功能。

( 三 ) 商品美学：主要研究商品美在交换价值上具有的作用和消费行为

中的地位。它揭示商品的审美价值和实用价值，为商品的生产、装潢、宣传、广告、商标设计等艺术构思提供方法、原则和规律。

商品美学揭示了埃德马 (A.I.D.M.A) 原则的心理过程与审美过程的相互关系。

心理过程： A-attention注意， I-interest兴趣， D-desire 欲望，

M-memory记忆， A-action购买行为；审美过程：审美感知－审美感受－审美享受－审美判断。

第十章非织造产品开发与测试 §10-3 产品开发的技术路径

一、产品开发的技术路径• 原材料路径通过研究、开发新材料，从而开发新产品。• 加工技术路径指采用新设备、新技术、新工艺而改变产品的品

质、形态结构、风格、性能、功能的开发路径。• 功能路径以人类对新产品功能的需要为基本出发点和途径

进行新产品的构思、创造。• 终制品路径按产品最终用途需要为基本出发点和途径进行新

产品的设计。


• 综合路径：对于全新产品的开发，往往是通过多条路径进行探索、研究方可奏效。

• 交叉路径引进、吸取其他科学技术领域的成就用于产品的

开发。


二、新产品开发的内容体系

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产品整体性能开发

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产品市场条件开发

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三、新产品开发的一般工作程序

产品构思

产品筛选

编制计划

产品设计

产品试制

产品评定

产品试销

产品投产

市场

调查

市场销售反馈

调查

改进设计

根据试销信息改进设计

收集情报↓

分析↓

市场试验↓

工程实验↓

全面上市↓

确定方案↓

体化↓

作业↓

可行性设想具第一次


四、新产品开发战略决策与情报来源

情报分类：技术情报市场情报竞争对手情报社会情报

知识与经验

新产品开发战略决策

企业内部情报企业外部情报

实际情况

反馈执行

第十章非织造产品开发与测试 §10-4 非织造产品开发

非织造材料按使用时间长短可分为：• 用即弃材料• 耐用型材料非织造材料按用途可归纳为三大类：• 装饰用材料• 服装用材料• 产业用材料


个人卫生领域有婴儿尿布、妇女卫生巾、卫生棉条、茶叶袋、咖啡袋、儿童学步训练裤、失禁产品、干擦布、湿擦布、化妆和卸装用材料、擦镜布、暖手套、缓冲垫等。

保健领域有手术帽、手术衣、口罩、鞋套、纱布、棉球、擦布、矫形垫、绷带、胶带、牙科围裙、帷幕、包扎布、消毒包布、床单、床垫、换药纱布、防污服、检查服、血液及肾透析过滤材料等。

农业用有农作物覆盖、草皮防护、杂草控制、护根袋、容器、毛细管垫、喷洒农药防护服等。


家具及家用有家具布 ( 包括：护手和背靠衬垫、尘垫、防尘布、套饰布、裙边衬、拉条、绗缝被、防尘床罩、床垫弹簧包布、床垫弹簧隔离层 ) 、毛毡、墙布、吸音墙面覆盖材料、装饰背衬、枕头、枕套、窗帘、帷幕、地毯、席梦思床垫、干擦布、湿擦布、抛光布、过滤布、吸尘器集尘袋、百洁布、抹灰布、拖把布、餐布、餐巾、熨烫毡、洗涤布等。

汽车用有车厢衬垫、地毯背衬、门内饰板面料、门内饰板衬垫、挡泥板、后舱盖板饰面、座椅、车顶、防滑垫、泡沫增强材料、油过滤器、空气及其它过滤器、车用人造革背衬、隔音隔热材料等。


工业及军事用有涂层布、过滤材料、半导体抛光材料、擦布、洁净房服装、空调过滤材料、军用布、防弹材料、研磨材料、电缆绝缘布、增强塑料、胶带、防护服、吸收用材料、润滑垫、防火布、包装材料、运输带、展示毡、造纸毛毯、噪声吸收毡等。

服装及装饰领域有衬布、服装和手套保暖用、胸罩和肩垫、手袋、鞋

材、箱包材料等。学校、办公用有书籍封面、信封、标签、软磁盘衬、毛巾、擦布等。


休闲、旅行用有睡袋、防雨布、帐篷、人造革、行李箱、航空椅头枕套、枕套等。

建筑用有绝缘布、屋顶及瓦片基材、吸音密封材料、房屋保暖包覆材料、管道包扎材料等。

土工合成材料有沥青路基布、公路铁路路基布、土壤稳固材料、排水材料、堤坝防护、河岸防护、人工草坪、防沉积及侵蚀控制材料、池塘衬垫等。


一、医卫非织造材料(1)医用卫生产品的特性：医用卫材的主要性能要求是无毒，即不会引起发热，无过敏反应，不致癌；可以经受消毒处理，如辐射、环氧乙烷气体、干热和蒸煮消毒；物理机械性能好，如应有一定的拉伸强力、弹性、伸长率；阻隔性、吸湿性好以及具有生物学相容性、生物学惰性 ( 或生物学活性 ) 。

(2)医用卫生材料包括：妇女卫生巾、婴儿与成人尿片的包覆布、手术衣、隔离服、保护服、医院病床用品、医疗用材料 (绷带、药棉、纱布、手术衣、橡皮膏基布、伤口软垫、止血棉、人造血管、心脏修补材料等 ) 、血液过滤材料、口罩、面罩、帽子等。


一、医卫非织造材料(3)常用原料：聚丙烯、聚酯、粘胶材料、漂白棉、木浆纤维、甲壳质纤维及其它新型纤维 ( 具有抗菌、杀菌效果 ) 。保证质量的重要因素是油剂：既能使梳理顺利进行，又须保证成品的使用性和生态性。生产抗菌等特效纤维的生产商代表：日本三菱人造丝公司、帝人公司、东华大学、英国考陶尔兹公司。

(4)常用成网方法：干法梳理成网、杂乱成网、湿法成网和纺丝成网

等。(5)加固方法：热轧、水刺等。


(6) 主要产品尿片、卫生巾包覆用非织造材料除了上述的共性外，要求柔软。其主要作用是：将液

体很快传递给吸收层，通过吸收层的吸附，阻止液体沾湿躯体，从而使皮肤保持干燥。由于包覆层具有特殊的透水性能，故能起到单向阀门的作用。

相应的吸收层采用较厚的非织造布，如纤维素填料、纤维束以及所谓超级吸收材料 (SAP)－如接枝纤维素和淀粉、改性的聚丙烯酸酯等。


超吸收树脂粉 (SAP) 可吸收自重几十倍到上百倍的液体，而且在承压情况下，液体不会渗出。 1961年，美国农业部北方研究所开始研制， 1966年，首次发表该种高分子材料的性能。

种类：羧甲基纤维素 (CMC) ，聚丙烯酸盐，丙烯酰胺共聚物，淀粉接枝丙烯酸盐，聚环氧乙烷， PVA 与丙烯酸盐嵌段共聚物等。

生产公司： Herculs, National Starch, Dow Chemical, Grain

Processing, Hoechst, UCC(联合碳业 ) ，三洋化成，制铁化学，住友化学，花卫石碱等。

国内有中科院兰州化学物理研究所，中科院北京化学研究所，新疆化学研究所等。


超吸收树脂粉 (SAP)


液体液体

导流层

吸收核心

传统结构带导流层结构

婴儿尿片结构对比


婴儿尿片结构试验


保护服等保护隔离服由罩衫、帽套、鞋套以及面罩组成。通常

使用的是复合材料，如用聚酯或聚丙烯纺丝成网非织造布与薄膜或其它非织造布复合材料，或采用水刺法、粘合法非织造布。目前广泛使用聚乙烯闪纺法非织造布及 SMS或 SMMS复合非织造布。

口罩、面罩有模压成型、折叠等类型。近年来，主要采用熔喷非织造布，纤维直径从 1~

10微米，纤网具有不同纤度的梯度。面密度为10~100g/m2。

为了吸附有毒气体或有异味气体，常用活性炭作为吸附材料，效果好。


湿面巾等将非织造布在水、消毒剂与清香剂的溶液中浸泡，然后加以密封。材料要求耐磨，防止纤维脱落。

橡皮膏、包扎布、绷带等医用材料目前用水刺加工较为普遍。需要具有一定的强度。


人造皮肤其原料为甲壳质纤维，采用针刺或水刺非织造工

艺制成。其具有适应人体细胞的表面，刺激皮肤细胞生长，保持其有效分裂的能力。由于壳聚糖对人体皮下脂肪的粘着性强，多孔性的非织造材料易与细胞组织相互交融，致使人体皮肤能正常生成。海藻纤维还可以和渗出的体液相互作用生成的钠钙海藻胶，具有亲水性、透氧性、抗菌性，有利于新组织的生成。


揩布原料为粘胶、聚酯、复合超细纤维等，采用水刺法、针刺法、热熔法或化学粘合法等工艺制成。近年来，浆粕气流成网—水刺或木浆复合水刺产品在揩布上的应用越来越广泛。功能性非织造揩布如精密仪器揩尘布和吸湿吸尘拖把布、杀菌揩布、擦镜布、揩亮干布、汽车光亮揩布等。


湿揩布采用纤维素纤维，如粘胶和棉纤维。面密度为

10~100g/m2 ，常用机械梳理、铺网而成，可用针刺法、热熔法或化学粘合法等。近年来，水刺法产品的应用越来越广泛。

干揩布一般都是在干态下使用，属用即弃产品，面密度较小，

一般在 40~80g/m2。浸渍揩布 (1)揩尘布 ( 用于计算机房等 )； (2)拖把布 (吸湿性和吸尘性 )； (3)医院用揩布 (附着杀菌剂 )； (4)揩眼镜布( 用硅油浸渍以提高柔软性 )； (5)挡风玻璃揩布 (防止冬季水汽凝聚 )； (6)揩亮干布 (浸渍过上光油 )； (7)汽车揩布 (既含清洁剂，又含上光剂 ) 。


二、家用装饰非织造材料( 一 )地毯与铺地材料1 、原材料：一般使用 PP、 PA 等，纤维规格：细度

16.7dtex ，长度 75mm 或更粗、更长，如33dtex、 55dtex甚至 111dtex 等，长度为60~120mm。

2 、成网：机械梳理、铺网而成，或气流成网。


3 、加固：• 当加工地毯时，大多用针刺加固，再上背胶。其工艺流程举例：纤维开松→梳理→铺网→预针刺→针刺→花式针刺→

上背胶→烘干定型针刺密度范围为 100~200刺 /cm2；背胶含量占成

品总重的 25%~30% ，粘合剂的渗透深度占整个成品的2/3 。

• 当加工铺地材料时，可用针刺加工、再经饱和浸渍、表面涂层、印花及轧花等加工而成。


(二 )地毯底布1 、原材料：一般使用 PP、 PA 等。2 、成网：纺丝成网，可提供足够的强度。3 、加固：热轧法，面密度为 90g/m2~150g/m2。

4 、用途：作簇绒地毯、针刺地毯的底布。目前主要用于第一层底布。附在簇绒地毯背面的第二层底布，以往以机织布占绝对优势，但现在非织造布正在迅速取代它。

5 、特点：使用非织造底布可提高地毯成品强力，且非织造布因吸湿性小、尺寸稳定性好，与机织布相比，所有的非织造布底布均具有切边光滑而不起毛的优点。另外，使用非织造布底布可使地毯平整、形稳性好。


(三 )贴墙布1 、要求• 装饰性：起到美化环境作用；• 隔音与吸音性能：具有良好的声音吸收和反射功能；• 阻燃性：尤其在宾馆、电影院等建筑中。2 、原料：主要用 PP ，也有苎麻、棉等。3 、成网方法：呈多样性。4 、加固：主要采用针刺，面密度一般在 150~300g/m2 ，产

品具有较好的隔音效果，尤其采用毛圈型针刺法非织造布时最能体现这一效果，可达到音响高保真的效果；也可用热轧、化学浸渍、水刺等工艺，面密度低于 150g/m2。


(四 )窗帘与帷幕主要为缝编法非织造布。纱线层缝编布、纤网型缝编布及毛圈型缝编布，经过染色、印花、烂化、轧花等后整理加工，可制成漂亮的窗帘、帷幕及其它非织造布。也可将此类非织造布经浸渍加工后，可用于垂直帘。

在欧美国家也开始采用水刺法非织造布用于窗帘与帷幕，还可以将非织造布的一面经防水整理，用作卷帘或淋浴帘。

用作窗帘的水刺法非织造布大多采用粘胶纤维和聚酯纤维，最好用 3%~5%丙烯酸酯粘合剂粘合再印花整理。

在窗帘应用领域中，非织造布还可作为底基材料用。此时，应注意装饰层与底基材料的配伍性，如收缩率一致性等。


(五 )台布用非织造布制作的台布可分为“用即弃 (disposable)”

和可多次使用的产品。 “用即弃”产品大多采用粘胶短纤维经湿法成网技术制成，适于露营及野餐铺地用餐布；也以成套餐桌台布形式出售。

可多次使用的台布是经过化学浸渍粘合的、染色或印花的纺丝成网非织造布，或者用聚氯乙烯涂层并经印花的针刺法或缝编法非织造布。使用粘胶纤维或聚酯纤维作原料，具有易洗、快干、免烫、不沾油污等优点。或者由双组分纤维或其它热熔纤维所制的热粘合非织造布经过印花、染色也可用作台布。

(六 ) 家具包覆布主要有弹簧床垫包覆布、家具包覆布和垫子内绷紧布

等，常采用聚丙烯纺丝成网非织造布。

第十章非织造产品开发与测试 §10-4 非织造产品开发三、服装用非织造材料服装用非织造布包括：粘合衬、保暖絮片、防护服、内衣、外衣。

( 一 ) 非织造粘合衬布1 、前言当今对服装面料要求更加柔软、更薄、更轻、更加功能化，

品质更加稳定。使用非织造粘合衬布主要是为了： (1)缝制简易化 (2) 提高缝制能力 (3) 品质均一化 (4) 能迅速适应面料和款式的多样化和高级化。

2 、粘合衬布按织物组织来分：主要有非织造布、机织布，约占总量的 9

0% 以上，还有少量的针织布。按原料来分：主要有 PET、 PA 、粘胶纤维或棉纤维等。按使用部位来分：全面粘合衬、部分粘合衬等。按使用时间来分：永久粘合衬和暂时粘合衬。


永久型：主要使用聚酰胺系、聚酯系。粘合强度高，耐洗，应用在前身等大面积部位，与面料复合时，应采用熨烫机。

暂时型：主要使用聚乙烯系，粘合强度低，耐洗性差，但能使用一般熨斗进行粘合。

部分粘合衬布：衣料比较小的部位，例如袋口、小贴边、袖口等处用带状粘合，防止伸长且对面料起增强作用。

全面粘合衬：衣料比较大的部分，如前身等。要求成型性、保型性、增强的部位，用熨烫机粘合，使用永久性粘合剂。

3 、粘合衬布的主要用途前身衬、贴边衬、领衬、下摆衬、背衬、袋口衬、袖口衬、腰衬、加里衬等。另外，还有大量的绣花衬。


4 、加工方法：短纤维干法成网，采用热轧法、或水刺法、或泡沫上浆法等加工基布。然后在基布上涂覆热熔胶，可分别通过撒粉、浆点、粉点和圆网等工艺。其工艺流程如下：

纤维准备→梳理成网→加固成形→切边成所需涂层基布→涂层→ (烘干 ) →焙烘烧结→冷却→轧压→成卷

5 、粘着条件热塑性合成树脂通过加热、加压使粘合剂软化、熔融，

并渗透到面料组织，冷却后起粘结作用。粘着条件和粘着强度：粘着条件（温度、压力和时间根据面料种类、熨烫装置的性能来确定。一般来说，随着熨烫温度、熨烫时间及熨烫压力的增加而增加，但每个参数均有极限值，若超过极限的话，反而使粘合强度下降。


( 二 ) 非织造保暖絮片• 合纤絮片：由于天然保暖纤维 (棉、羊毛及羽绒等 ) 的不足，

人们开发合纤絮片。• 合纤絮片具有质地轻软、厚薄均匀、富有弹性、保暖性强、透气性好、耐水洗、不蛀不霉、储藏方便和经久耐用等特点。

• 合纤絮片种类：涤纶、腈纶、涤腈、涤丙、涤棉和丙纶等，以涤纶为主。

• 合纤絮片的发展：第一代－定型棉；第二代－喷胶棉；第三代－仿天然棉 ( 仿羽绒棉，仿丝绵 )；第四代－复合棉。

1 、定型棉 ( 上世纪 70年代末， 80年代初 )• 原料：主要用涤纶、腈纶，混有下脚料。• 加固方法：用热熔法• 产品特点：蓬松性、弹性、保暖性及手感差，纵横向强力差异大。


2 、喷胶棉 ( 上世纪 80年代初 )

• 原料：三维立体卷曲涤纶短纤； 14.4~16.5dtex 的中空高卷曲纤维；普通涤纶 51~76mm, 6.6~7.7dtex ，粘合剂主要为丙烯酸酯类粘合剂，以乳液状喷射到纤网的正反两面，喷射量约为 10~13% 。

• 加固：化学喷胶粘合法• 产品特点：蓬松度高 (High loft) ，保暖性好 ( 若达到同样的

保暖效果，一般棉被需 2~2.5kg ，而喷胶棉只需 1.2 ~ 1.5

kg) ，压缩回弹性好，手感富有海绵效应。


3 、仿羽绒絮棉 (1983年开始研制 )

原料：异形涤纶仿羽绒纤维，“ U” 形，两个叉端较粗，底部呈三角形，里面有空隙。当二端受力时关闭，形成空腔，相当于中空纤维。且硬挺性、压缩回弹性都比圆形的中空纤维为佳。

经过有机硅处理，手感柔软，滑爽；其保暖性、压缩回弹性接近于天然的羽绒。


4 、复合棉与其它材料复合加工而成的保暖材料，如典型的金属棉、太空棉、南极棉、生态棉等。

原料：仍以三维卷曲涤纶纤维、中空涤纶纤维及普通涤纶为

主，以达到高弹性、高蓬松、高保暖等优点。同时，加入了远红外纤维、抗菌纤维等，以达到保健的功能。

复合方法：采用针刺复合，包括与金属镀膜，微孔薄膜、针织薄层、非织造薄层等复合。复合的结果使产品的保暖性大大提高，而仍能保持较好的透气性，进而具有较好的舒适性。


5 、保暖絮片的服用性能(1)舒适感：外界气温在 25℃以下，床内温度能依靠被褥进行调节。床内温度在 32~35 ℃，相对温度在 40 ~ 50%时，人感到舒适。

(2)絮片的导热率：随着絮片密度的增加，其导热率变化呈现极值分布。当密度小时，因对流的影响，导热率大，随密度增加，空气对流减弱，使导热率增加，直到达到极值。随着密度的进一步增加，由纤维引起的导热量增加，致使整个絮片的导热增加。据实验结果，表观导热率达到极小值时的絮片密度为 31~52(10-5 g/cm3)


(3)絮片的保暖性和厚度的关系：一般说来，厚度越大，保暖性越好。但当温度发生变

化时，絮片的散热量也会发生变化。外界温度为 0 ℃时，29cm厚的絮片的散热量相当于 20 ℃时 9cm 的散热量。

(4)絮片的透湿性：纤维仅仅是吸收水分，水蒸气是通过纤维间的空隙扩散出来的。

(5)絮片的弹性变形：当纤维吸湿后，急弹性回复量小，残留应变大。


非织造保暖絮片


( 三 )防护服 INDA 于 1990年 11月召开首届防护服会议，防护服是既可防止人或制品与有害的物质乃至环境相接触，又可减少人身暴露部分的危险的衣服或纤维制品。

按用途分类：防护寒冷 (隔热材料 ) 防护枪弹及机械的危险 (切断或割裂 )( 高强纤维 ) 防护放射线 (涂层材料 ) 防护有害的微粒物质 (吸附等方法 ) 防护细菌或病毒 (抗菌材料及杀菌材料 ) 防护暑热或火灾 (隔热材料 ) 防护有害的化学药品 (吸附等方法 ) 防护制造工程中需小心处理的部件 (隔离作用 )


防护服


(四 ) 内衣与外衣• 用纺丝成网、印花非织造布或水刺法非织造布加工男女内裤。

• 缝编法非织造布用作各种外衣。• 纺丝成网非织造布和粘合法非织造布，则局限于用作外科手术的保护服和工作服等。

• 水刺法非织造布不仅已使用于手术衣等，而且正在开发休闲服、童装等用途。

• 非织造布人造麂皮能制成高级仿革服装。国外用针刺基布、化学浸渍而成的非织造布麂皮外套，其售价超过了真皮服装。

• 国内外正在开发更多的非织造服装。


四、鞋类与仿皮革非织造布( 一 ) 面料• 合成革基布原料多数采用聚酯纤维，也有采用聚酰胺纤维

或一些双组分纤维，经针刺、浸渍、剖层、涂层等加工而成，并经各种表面处理，得到酷似真皮的外观。

• 最新的非织造仿皮革，采用原纤化的超细复合纤维为原料，并结合应用聚氨基甲酸酯粘合剂浸渍和其它化学与机械处理等整理工艺而制成，这种产品被称为人造麂皮。


( 二 ) 内衬材料• 制鞋工业所用的鞋内衬不仅要求有足够高的抗拉伸变形能

力，还要求有足够的顶破强力和柔软的、类似皮革的手感，并且要适应足部的温湿度条件。

• 这种内衬革可分为鞋面内衬革、鞋帮内衬革、后跟内衬革、内衬底革等。

• 工艺：主要原料为聚酯纤维，并混合粘胶纤维、聚氯乙烯纤

维，采用针刺与浸渍组合加固，经烘燥后再经剖层、磨光等。或采用热轧粘合非织造布，一般采用大轧点面积方式。原料可考虑聚酰胺纤维和聚酯纤维，面密度一般在 80g/m2

左右。


( 三 ) 中间垫衬材料1 、中间衬里中间衬里是夹在皮革面料和内衬之间的一层垫衬布。

可用非织造布热熔粘合衬，热熔胶多数用熔点很低的 EVA(乙烯 -醋酸乙烯共聚物 ) 以防压烫时损伤皮革。

2 、支撑材料 (增强材料 )

支撑材料的作用是从里向外支撑皮革面料，使之硬挺。皮革上所有易于损坏的部位，都可加支撑材料。可使用纺丝成网及针刺法非织造布，要求弯曲刚度大、弹性好、耐折。


五、非织造过滤材料( 一 )各种过滤材料特点与分类

过滤材料纤维尺寸或滤材孔径

滤材特点

纤维介质材料

非织造布熔喷非织造布

0.1μm<纤维尺寸 <50 μm

0.1μm<纤维尺寸 <10 μm

纤维三维排列曲径通道体系

机织物或针织物根据织物紧度而定

孔径均匀但深层过滤差

玻璃纤维 0.1μm<纤维尺寸 <10 μm纤维较细强度较低

非纤维介质材料膜或烧结材料 0.01μm<纤维尺寸 <10 μm

孔径小但深层过滤差


分类：固相和气相分离：质量浓度大于 5mg/m3 的一般属于工业除尘范围，小于

5mg/m3 的则属于空气和气体净化范围。固相和液相分离：高质量浓度和低质量浓度，前者采用滤饼过滤，后者

可考虑采用深层过滤。液相与气相分离一般采用深层过滤。液相与液相分离一般采用深层过滤。


( 二 ) 过滤过程类型• 表面过滤 (Surface Filtration)

适用于微粒尺寸大于滤材平均孔径。• 滤饼过滤 (Cake Filtration)

适用于高浓度微粒的场合。• 深层过滤 (Depth Filtration)

适用于精细过滤，微粒尺寸小于滤材平均孔径。不同的过滤介质，不同的过滤对象，其过滤过程不尽相同。有时，以某一过滤过程为主，有时，三者同时起作用。


( 三 )滤材的结构设计• 纤维细度• 滤材孔径• 滤材表面积• 滤材厚度• 滤材密度梯度分布(四 )滤材的功能整理• 化学基团吸附• 表面能吸附• 空气核吸附• 静电吸附• 高吸附材料吸附


不同密度梯度和纤维细度滤材结构


不同孔隙度滤材的压差与流量关系


(五 )驻极纤维与非织造滤材驻极纤维：采用物理或化学方法使纤维形成驻极体。所谓驻极体就是在外界不存在电场的情况下，能保持电极化并在周围永久地连续形成电场的物质。从电荷的保持和稳定性的角度来看，驻极纤维的原料大多采用聚丙烯或者聚丙烯共聚物，也有部分采用聚碳酸酯。

驻极化原理A 、热驻极法：将高聚物加热至熔点或软化点附近，施加直流高电压，

并在该状态下冷却至常温，将电荷冻结在高聚物中。B 、电驻极法：利用直流电晕放电，向高聚物中直接注入电荷并将其固定在材料中。


1 、驻极纤维的制造方法• 膜驻极法：首先利用直流电晕放电使高聚物膜驻极化，然后，将获得

的膜驻极体经裂纤化支撑膜裂纤维，再将纤维梳理、铺网、粘合或针刺成非织造布。为了使膜具有较多的稳定电荷，在电晕放电之前，需对膜进行两次加热处理。缺点是纤维较粗。

• 纤维驻极法：高聚物在熔融纺丝时，或在熔融纺丝之后卷绕之前实施驻极化处理。熔融纺丝的丝条一般经过两次牵伸，在第二次加热牵伸时，通过直流电晕放电使其驻极化。缺点是驻极化后的纤维带电强烈，要求在加工过程中使用的油剂、表面活性剂等不能降低纤维的表面电荷密度，同时对织造工艺有一定的限制。


• 织物驻极法：先将不带电荷的纤维加工制成片状过滤材料，然后再进行驻极加工，制成驻极体织物。

2 、各种过滤影响因素

影响因素筛分惯性扩散沉降静电

适用粒径 >30μm >1μm <0.2μm >1μm <5 μm

粒径增大效率增大效率增大效率降低效率降低效率降低

气流增速无影响效率增大效率降低效率降低基本无影响


驻极纤维的过滤模型


3 、驻极滤材的滤效稳定性处理条件 1#样品 2#样品初始值 100.0 100.0

浸水 1周 96.9 99.1

NaOH浸渍 1周 84.5 97.7

50°C干热处理 1周 99.3 97.9

100°C干热处理 1周 93.4 96.0

注： 1#样品 20g/m2;2#样品 50g/m2. 测定风速为 1.5m/min.


六、土工合成材料• 土工合成材料（ Geo-synthetic Materials）是土工布（ Geo-

textiles）、土工栅 (Geo-grid) 、土工膜 (Geo-membrane) 等材料的总称，已成为继水泥、钢铁、木材、玻璃之后的第五种重要建筑材料。

• 土工布是一种透水、透湿的纺织材料，用于基础工程、岩土工程、成为工程项目中的部分结构材料。

• 土工布主要起分隔、过滤、排水、稳定与加固等作用。• 非织造布已在土工布中占有重要的地位，如美国约有 85%

为非织造土工布，机织物约占 14% ，针织及其它仅占 1% 。• 根据不同性能要求，可以采用纺丝成网的针刺或热轧加固

非织造布，或采用干法成网、针刺加固的非织造布。


七、建筑用非织造布( 一 )建筑用非织造布种类目前建筑业用的非织造布有以下品种：油毡 (沥青涂

层 ) 基布、屋面防水涂层基布、墙壁的防水透气材料、隔热保温材料、贴墙布、灰泥基布、水泥增强材料、地面铺敷材料、房屋管道内衬、水泥浇灌模袋、空气过滤材料、地基稳定材料 (土工布 ) ，室内家具、厨房用材料等。其中屋面防水材料，特别是油毡基布，是非织造布在建筑应用中最重要的。

( 二 )传统油毡基布的不足• 牛皮纸作为沥青载体－容易受潮，使填充物膨胀乃至霉烂。• 玻璃纤维作为基布－产品的断裂强力差、不耐变形。


( 三 ) 合纤非织造布基布聚酯纤维或聚乙烯醇纤维经梳理成网或纺丝成网，再

经针刺加固的非续浸入织造布连熔融的沥青浴。非织造布系垂直地送入浴底，而斜向地从浴中移出至空气中，因此布中所含空气逐渐为沥青所代替。

非织造聚酯油毡基材生产工艺如下：聚酯切片干燥→挤压熔融→喷丝→气流拉伸→铺网→针刺→浸渍→干燥热固处理。

聚酯短纤→梳理成网→针刺加工→热定型→浸渍→干燥热固处理。

(四 ) 非织造布油毡主要生产公司荷兰的恩卡 (Enka) ，德国的赫司特 (Hoechst) ，英国的乐达泰克 (Ledatec) ，德国的路特拉维尔 (Lutravil) 及日本的东洋纺、田岛等。


八、非织造布在汽车中的应用• 车的内装饰、功能性材料、各种增强材料及结构性材料等，平均每辆车要消耗 10~15kg纺织纤维。目前，车用纺织材料的应用比例仍在继续上升。而车用纺织品中非织造布的应用比例又不断上升，如日本汽车工业应用非织造布的比例大大超过美国，也超过西欧。据介绍，一辆轿车的非织造布的应用量已达到 20kg 以上。

• 采用非织造布用作汽车内装饰材料是当前国际发展趋势，因其具有成本低、适应性强、重量轻、隔音、保暖、防震等特点，若加入一定比例的阻燃、抗静电纤维原料还能获得阻燃和抗静电的效果。


• 非织造布在汽车中的应用场合：聚乙烯座套、遮阳板、车门软衬垫、车门外罩、车顶衬垫和覆盖材料、车门内侧模压板、聚热和隔音材料、安全带支座和卷起装置的加固材料、轿车后部行李仓衬垫和覆盖材料、汽化器及空气过滤器、电池隔板、簇绒地毯的底布、针刺模压地毯以及沙发软垫材料等。


非织造布在汽车中的应用


( 一 )汽车地毯• 功能：不仅能增加汽车的豪华和舒适感，而且还能起隔音、防潮、减震、抗污、抗霉、阻燃等作用。

• 加工方法：该类地毯一般用模压成型，由三至四层不同材料组成，其最外表面层是通过阻燃、抗静电处理的地毯。目前国外主要采用簇绒地毯和针刺地毯；美国以簇绒为主，但像美国通用、福特汽车公司已开始在中档轿车上应用针刺地毯；西欧、日本则以针刺地毯居多，特别是采用高绒头的天鹅绒针刺地毯。

• 原料：一般采用聚酯、聚丙烯。但需要原液染色，以达到较好的耐日光强度。需要较好的弹性。


( 二 )车顶、门饰、护壁等隔热、隔音材料

内装饰部件结构中，底层一般为非织造布或玻璃纤维材料；发泡材料为聚氨酯、聚苯乙烯；表面层需要有一定的延伸性，可满足模压定型的要求，一般为经编织物。

( 三 )门窗密封条过去一般用塑料等为基体，

现在已开发以干法成网和纺丝成网的聚酯非织造布为衬垫和 1.67~3.3dtex 的聚酰胺断纤的静电植绒材料复合而成。


(四 )各种过滤材料• 主要有空气滤清器和机油滤清器。车外空气经过滤、净化

后进入发动机，防止堵塞汽化器和灰尘进入气缸内，减少使用滤纸，一般可用聚酯或聚丙烯短纤非织造布；机油过滤可采用薄型非织造布，如熔喷等材料。

• 目前正在开发汽车乘客室空气过滤装置，滤材可用 MBN。(五 )复合材料碳纤维增强复合材料 (CFRP) 、硼纤维、芳香族聚酰胺纤维等。非织造布可作为复合材料的基布之一。


九、针刺造纸毛毯1 、功能造纸毛毯 (paper making felt) 在造纸过程中起着传递湿纸页、保持纸面平整、湿纸页压榨脱水、带动纸机导辊转动等作用。

2 、造纸毛毯 (纸机织物 ) 性能要求尺寸稳定性好 ( 以防在使用过程中变形 ) 、耐磨 ( 一般

一条毛毯要承受 200万次反复挤轧作用 ) 、滤水性好 (不但可横向流动，还可纵向流动 ) 、强度高、表面平整性好、使用寿命长。

3 、原料应选择耐磨的纤维材料：一般为 PA和 PET。4 、加工工艺基布或经纱层加上纤维网片通过环式针刺复合而成。


十、其它非织造材料( 一 )叠层材料 (laminating materials) 非织造布可与机织物、针织物、泡沫塑料、纸及金属箔等进行两层或两层以上的叠层。主要用于家具工业、汽车工业和服装工业。

叠层的粘合手段一般均采用涂层技术：• 粘合剂叠层特点：传统型，整面粘合，产品手感硬，还有环保问题；改进型，局部粘合，产品手感软。• 热熔薄膜叠层 (如用膜裂法非织造布等 ) 特点：工艺简单，手感柔软，透气好，无环保问题。


十、其它非织造材料( 一 )叠层材料 (laminating materials) 非织造布可与机织物、针织物、泡沫塑料、纸及金属箔

等进行两层或两层以上的叠层。主要用于家具工业、汽车工业和服装工业。

叠层的粘合手段一般均采用涂层技术：• 粘合剂叠层特点：传统型，整面粘合，产品手感硬，还有环保问题；改进型，局部粘合，产品手感软。• 热熔薄膜叠层 (如用膜裂法非织造布等 ) 特点：工艺简单，手感柔软，透气好，无环保问题。• 火焰熔融泡沫塑料叠层聚氨酯泡沫塑料薄片与非织造布或其它织物叠层。通过火焰对聚氨酯泡沫塑料薄片加热产生粘性，进而粘合非织造布和另一叠合层。

• 热熔胶叠层


( 二 ) 非织造布电气绝缘材料• 要求：吸液能力和浸渍能力良好；强力大；均匀；与绝缘树脂和绝缘清漆有良好的相容性。

• 原料：聚酯纤维，芳香族聚酰胺纤维。• 举例：将 80%51mm长、 2.2dtexNomex纤维与 20%38 mm长、

3.3dtex的 PA纤维混合，通过梳理而制成纵向平行排列的纤网，定量为 30g/m2 ，再用钢 -棉 -钢的三辊热轧机进行热轧加工，轧辊温度为 243℃左右，纤网按 S 形通过轧辊，轧面压力为 6.9MPa。


( 三 ) 用作电化学能源的隔层电池隔膜是一种具有大量微孔和吸液性的绝缘材料，置于电池两极之间，其作用是使电池的正负极隔开，防止电池内部短路，但又不阻止电池中离子的迁移。非织造电池隔膜材料主要有：

非织造玻璃纤维电池隔膜。一般以碱玻璃为原料经高温熔化制成纤维，再经高温高速气流牵伸形成超细纤维网 (毡 ) 。纤维直径一般小于 3μm。

熔喷法聚丙烯隔膜。该种隔膜属疏水性材料，需经亲水处理，然后按不同规格要求制成袋式、平板式、波纹式、槽纹式的隔板。

干法成网非织造隔膜。原料主要有聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯醇纤维，加固工艺为热粘合和化学粘合法。

湿法成网非织造电池隔膜。原料有聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、芳纶等纤维。


非织造电池隔膜材料


(四 ) 非织造布在表面处理中的应用用作抛光材料。(五 )专用纸如用作证件、军用地图及特殊印刷品等。(六 )农用丰收布• 要求：强度高、透气好、耐日晒，可重复使用。• 用途：育秧，种植蔬菜、培育人参等，用于庄稼的防冻、防霜、防虫等。• 原料：聚丙烯等，最好经抗紫外线整理。(七 )阻燃产品• 通过加入阻燃纤维或产品阻燃后整理，得到符合使用要求

的阻燃产品。• 注意阻燃产品与普通产品在燃烧实验时的区别。

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理

非织造材料的后整理就是将非织造材料与各种涂层剂、整理剂或其它功能性材料，通过化学和物理机械的方法使其牢固结合，或改变材料的性能、外形和物理形态的加工过程。在这一过程中，非织造材料与其它高分子聚合物和功能性物质集合成一体，成为一种新型非织造复合材料；或以另外一种物理形态出现，使之得以弥补原来单一的非织造材料性能上的缺陷和不足，又可以改变材料的外观和风格，同时又使材料增加了新的功能，如防水、拒油、抗菌防霉、抗静电、防紫外线、阻燃、亲水、柔软、防辐射等等。

非织造的后整理技术主要有：涂层功能整理层合


一、涂层非织造涂层是在非织造基材上均匀地涂覆高分子聚合

物和或其它功能性物质，成为一种涂层材料。非织造基材经涂层加工后，高分子聚合物一般不进入纤维内部，而在非织造基材表面形成一连续的膜，单独承担某种功能。

这种复合材料不仅具有非织造材料原有的特性，更增加了覆盖层的功能。有的涂层材料中，非织造材料只起支撑和骨架作用，对功能的实现主要由涂覆层完成。

非织造涂层材料在产业用、服装用、装饰用三大领域有着广泛的用途。如服装、箱包、鞋用革；产业用的防渗土工复合膜、膜结构建筑材料、蓬盖布、农用覆膜和地膜；医疗用手术服、防病毒感染的隔离服、帷帘；装饰用遮光窗帘及桌布、装饰革。

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理典型非织造涂层材料加工方法与特性

应用类别涂层产品非织造基材加工方法涂层剂或层合材料特性

服装用聚氨酯湿法合成革水刺、针刺聚氨酯的 DMF溶液

透气仿皮革，抗撕裂、柔软仿麂皮

装饰、家具用人造麂皮水刺、针刺丙烯酸酯色浆仿皮革，透气透湿

土木工程用合成革基材（ PU、 PVC）

针刺、纺丝成网、化学粘合聚氨酯含浸防渗、加筋、隔

离

环保用防渗土工布针刺、化学粘合、聚氯乙烯 (PVC) 、聚乙烯 (PE)

过滤、清灰

医疗、环境工程用

过滤材料水刺、纺丝成网聚四氟乙烯（ PTFE）防水、防油、防酒精、防病毒、防有毒物质

建筑工程用手术服、防护服针刺、纺丝成网、助剂、 PTFE 、 PVC 、PE薄膜

防水、防晒

运输、广告用屋顶油毡缝编丙烯酸酯类、沥青、聚四氟乙烯、有机硅

防水、抗紫外线、透光等

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理涂层剂涂层剂是一种具有成膜性能的合成高聚物。作为涂

层整理的主体原料，它的性能将对涂层后材料的技术指标产生重要的影响。因此，根据产品的最终用途选择合适的涂层剂至关重要。一般来说，涂层剂除了应具备良好的粘合性能以外，还须具有手感柔软、弹性模量低、拉伸变形大、高强透湿以及与其它功能助剂、添加剂有良好的相容性及协效作用等特点。

目前可供选择的涂层剂品种很多，按化学结构分类，主要有聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚氯乙烯类、合成橡胶类、硅酮弹性体类等。

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理涂层工艺与设备非织造材料的涂层大都采用与传统纺织品涂层一样的

工艺与设备，但必须充分考虑其张力和纵横向强力与传统纺织品有较大的差异这一特性。较常用的涂层工艺有刮刀涂层、辊式涂层、转移涂层、喷洒涂层、湿法涂层等。

( 一 )刮刀涂层

刮刀形状：

(a)楔形

(b)圆形

(c)钩型


悬浮刮刀涂层


贴辊刮刀涂层


垫带衬刮刀涂层


( 二 )圆网涂层


( 三 )辊式涂层辊式涂层主要以转动的圆辊筒给基材施加涂层剂

。它包括同向辊技术、反转辊技术、凹版涂层技术和浸渍辊技术。

反转辊涂层

1－计量辊

2－施胶辊

3－托辊


凹版涂层示意

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理(四 ) 转移涂层转移涂层是将涂层剂涂在片状载体上使它形成连续的、均匀的薄膜，然后再在薄膜上涂粘合剂，和基材叠合，经过烘干和固化，把载体剥离，涂层剂（包括粘结层）膜就会从载体上转移到基材上。聚氯乙烯和聚氨酯人造革常用该法生产。工艺流程如下：

离型纸离型纸复卷检查离型纸离型纸剥离

涂层烘干冷却涂粘结层叠合烘干固化

成品

冷却剥离

基材 (针刺、水刺非织造材料，机织和针织布)

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理(五 )凝固涂层凝固涂层又称湿法涂

层，即用一种可溶解聚氨酯的溶剂 DMF( 二甲基甲酰胺 )把聚氨酯溶解成溶液，涂覆或浸渍在基材上，然后浸入水或 DMF 的水溶液的凝固浴，使聚氨酯在凝固浴中凝固成膜。凝固涂层经水洗、烘干成为半制品，再根据产品的最终用途分别进行磨毛、印花、轧纹等后续处理，成为各种类型的聚氨酯湿法涂层合成革。

第十章非织造产品开发与测试 §10-5 非织造材料的后整理凝固浴和涂层之间水和 DMF双向扩散生成聚合物膜，聚

合物胶体的蠕动来不及消除收缩应力时将在应力集中处产生裂缝。裂缝形成孔的初始状态，并随着固体膜的收缩而逐渐长大。随着内膜的不断向内扩散，形成了不同形状的孔隙。这种孔隙给聚氨酯合成革带来了透气、透湿性能，也是凝聚涂层的最大特点。

凝固涂层机理


(六 )其它涂层喷雾涂层泡沫涂层热熔涂层静电涂层粉末涂层


二、功能整理功能整理是指根据非织造材料的最终用途要求，通过所

需的整理剂和适当的整理技术，使整理剂分子渗透到材料内部直接与纤维大分子键合，赋予非织造材料以特殊的功能。

基本流程如下：配制整理工作液→对非织造材料施加整理液→烘干→焙烘→成品。

对非织造材料施加整理剂的工艺有浸轧法、涂层法、喷洒法、泡沫整理法等。

主要工艺技术参数： (1) 功能整理剂 ( 或功能性物质 ) 在工作液中的浓度； (2) 浸轧次数及轧液率； (3) 焙烘温度及时间； (4) 助剂浓度。


非织造材料经功能整理后，一般按下列指标来评价其整理效果：

(1) 功能性指标 (如抗菌整理后的抑菌圈大小、阻燃整理后的材料氧指数等 )；

(2) 材料的强力损失率； (3) 材料的外观变化； (4) 材料的手感变化； (5) 材料的热收缩率； (6) 与人体直接接触材料的毒性和皮肤致敏性。


( 一 )拒水拒油整理拒水拒油整理剂

防水剂拒水性拒油性耐久性柔软性

石蜡类较好无不好好

烷基乙烯脲类较好无不好不好

有机硅类好无一般好

含氟聚合物好好较好一般


拒水拒油机理：材料的拒水拒油整理是以材料表面的低润湿性为基础

的。拒水拒油整理效果与整理后材料的临界表面张力有关。要达到拒水拒油性能的必要条件是材料的临界表面张力必须小于液体 (如水、油 ) 的表面张力，反过来如果液体的表面张力小于材料的临界表面张力，则材料被润湿。

有机硅整理剂的表面张力为 24×10 － 3N/m ，小于水的表面张力 (72.8×10 － 3N/m) ，高于部分油类液体，因此，经有机硅整理的材料具有足够的拒水性而缺乏拒油能力；而有机氟的表面张力低于 20×10 － 3N/m ，它可使材料的表面张力降至 15×10 － 3N/m ，表现出优异的拒水拒油特性。


拒水拒油整理工艺：拒水拒油整理工艺与纤维特性、整理液 PH 值及焙烘温

度和时间等相关。 • 纤维特性在以水为介质的加工中，乳液粒子和纤维各自的表面电位会影响处理效果。

• 整理液 PH 值溶液 PH 值发生变化将影响纤维表面的电势电位； PH

值对整理剂乳液的稳定性也有较大影响。 • 焙烘温度和时间烘干时宜温度较低，时间较长，但影响生产速度；焙烘温度按不同整理剂和不同纤维材料来确定，既要防止高温处理降低纤维的物理机械性能，又要保证有机硅或有机氟聚合物充分交联或反应。


拒水拒油性能测试：表面抗湿性 (喷淋沾水 (油 ) 试验 ) 抗渗水性 (静水压试验 ) 接触角 (水或油类液体 ) 柔软性 (斜面法弯曲长度或悬垂系数 )


( 二 )抗菌整理抗菌整理是指在非织造材料等纤维制品上用具有抗菌作用的试剂进行处理，赋予其抗菌防霉性能，使材料具有抑制菌类生长的功能。

非织造材料抗菌整理的要求：具有广谱的抗菌性对使用者无毒性，对皮肤无致敏具有良好的透气性整理剂不损伤纤维，不使材料产生色变对环境无污染，可在环境中自然降解与其它整理剂具有相容性不影响原有材料特性成本低廉，加工简便


常用抗菌剂及抗菌机理：金属盐类抗菌剂：这类抗菌剂主要有硝酸银、氯化汞、氧

化锡等。其抗菌机理是在银离子等金属离子作用下，微生物细胞内蛋白质的构造遭破坏，引起代谢阻碍。

有机季铵盐类抗菌剂：这类抗菌剂中季铵盐阳离子与微生物细胞表面的阴离子部位静电吸附，加上疏水作用，从而破坏微生物细胞表层结构。

铜化合物类抗菌剂：聚丙烯腈硫化铜复合体中铜离子破坏微生物的细胞膜与细胞内酶的疏水基结合，从而降低了酶的活性，阻碍其代谢功能。

有机氮类抗菌剂：在对比试验中被认为其抗菌力强于季铵盐类和二苯醚类抗菌剂。

天然抗菌材料：这类材料如甲壳质中的壳聚糖，其分子内带正电荷的氨基吸附细菌，与细菌细胞壁阴离子结合，阻碍了细菌的生长合成。

其它还有卤素和酚类抗菌剂，如次氯酸盐、 N-氯胺、卤代双酚等。


( 三 )阻燃整理纤维材料的燃烧特性：几乎所有的纺织纤维都是有机高分子材料，绝大多数在

300℃以下就会发生分解。经过阻燃整理后，并不能使它成为在火焰中不燃烧和不受损伤的材料，只不过是程度不同地降低了可燃性。评定材料的阻燃性主要有两方面，一是着火性，即着火点的高低，表示材料起火的难易；另一是燃烧性能，即在特定的条件下，沿着样品燃烧的速率和氧指数。氧指数是指试样在氧气和氮气的混合气体中维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积浓度的百分数，通常用 LOI表示。氧指数越大，维持燃烧所需的氧气浓度越高，即越难燃烧。


几种典型纤维的氧指数值 (LOI)

纤维 LOI 纤维 LOI

棉 17～ 19 聚酰胺 20～ 21.5

粘胶 17～ 19 聚丙烯 17～ 18.6

醋酯纤维 17～ 19 聚丙烯腈 17～ 18.5

羊毛 24～ 26 聚氯乙烯 37～ 39

蚕丝 23～ 24 芳纶 BB 28.5～ 30

聚酯 20～ 22 聚四氟乙烯 95


阻燃机理：纺织材料的燃烧主要由以下四个同时存在的步骤循环进行：热量传递给材料纤维的热裂解裂解产物的扩散与对流空气中的氧气和裂解产物的动力学反应阻燃技术就是阻止上述一个或多个步骤进行。


阻燃剂的阻燃方法一般有以下几种：覆盖法例如硼酸在温度较高时能形成玻璃状覆盖涂层，从而阻止氧气供应达到阻燃目的。

气体冲淡法阻燃剂在燃烧时能分解出不燃性气体，从而冲淡稀释纤

维分解出来的可燃性气体。转移阻燃法阻燃剂在高温时能作为活泼性较高的游离基转移体，从

而阻止了游离基反应的进行。吸热与散热法这是一种主要针对阴燃的阻燃方法。由于吸热和散热作

用可以阻止阴燃的蔓延，因此选择在高温下能产生吸热反应的物质整理织物，阻止燃烧或者使纤维迅速散热，使材料达不到燃烧温度。


阻燃剂及整理工艺：阻燃剂可分为：• 无机阻燃剂：主要有金属氧化物和卤化物；硼砂；磷酸盐等。• 有机磷阻燃剂：这是一类重要的阻燃剂，阻燃效果好，但成本高、毒性强

。如四羟甲基氢氧化膦 (THPOH) 、四羟甲基氯化膦(THPC)、 N-羟甲基二甲基膦酸丙酰胺 (NMPPA) 等。

THPOH 的阻燃整理工艺：浸轧阻燃整理剂→烘干→氨熏→氧化→水洗→烘干。NMPPA 的阻燃整理工艺：浸轧阻燃整理剂→烘干→焙烘 (150 ,4℃ ～ 5min)→水洗→烘干。阻燃整理使被整理材料增加了一定数量的有害物质，而且阻燃的耐久性受到一定的限制。在非织造材料中放入一定比例的耐高温纤维或阻燃纤维，如 NOMEX、 P84 、芳砜纶及碳纤维，同样能达到一定的阻燃效果，且安全无毒。


(四 )防紫外线整理纤维材料防紫外线方式主要有两种：防紫外纤维法：防紫外纤维就是在聚合或熔融纺丝过程中添加紫外线吸收剂或屏蔽剂等，制备出防紫外纤维，并将其做成非织造材料。

防紫外后整理：将防紫外整理剂通过浸轧、涂层等方法与非织造材料

结合在一起，使非织造材料具有一定的防紫外功能。


防紫外整理剂：紫外线反射剂：能将紫外线通过反射折回空间，也称紫外线屏蔽剂。这类反射剂主要是金属氧化物，例如氧化锌、氧化铁、氧化亚铅和二氧化钛。氧化锌能反射波长为 240～ 380nm 的紫外线，且价格便宜无毒性。将这些起紫外屏蔽作用的无机物与有机化合物的紫外吸收剂合用，具有相互增效功能。

紫外吸收剂：能将光能转换，使高能量的紫外线转换成低能量的热能

或波长较短、对人体无害的电磁波。目前应用的紫外线吸收剂主要有以下几类：

• 金属离子化合物• 水杨酸类化合物• 苯酮类化合物• 苯三唑类化合物等


防紫外线整理剂的整理工艺：对于非织造材料的防紫外整理工艺主要有两种，即浸轧法和涂层法。

由于紫外线吸收剂大部分不溶于水，拟配制成分散相溶液，采用浸轧→烘干→焙烘工艺加工。对于某些对纤维没有亲和力的吸收剂，应在工作液中添加粘合剂或采用涂层整理的方法加工，还可以和一些无机类的紫外线反射剂合并使用，效果更佳。


防紫外线性能评价：紫外辐射防护系数 (UPF) UPF 值指某防护品被采用后，紫外辐射使皮肤达到红斑所需时间与不用防护品达到同样伤害程度的时间之比。

紫外透过率采用紫外线分光光度计测定紫外线波长区域内防护材

料的紫外线透过率的平均值。


(五 )亲水整理亲水整理就是将亲水剂覆盖于纤维表面，使其形成一层亲水薄膜。亲水薄膜有一定的导电性，可以提高材料的抗静电性能。亲水整理的实质就是提高非织造材料的表面张力，降低材料与水之间的接触角。

亲水整理剂按大类分为：• 聚酯类，包括聚醚型聚酯、磺化聚酯、混合性聚酯• 丙烯酸类• 聚胺类• 环氧类• 聚氨酯类等


非织造材料的亲水整理还可以采用阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型表面活性剂对材料进行表面活化处理，使材料表面大分子吸附了大量的亲水基团，这些亲水基团进入水中，可大大降低水的表面张力，使材料的润湿速度有了很大的提高。

非织造材料亲水性的评价指标有吸水 (液 )率、吸水 (液 )速度、材料芯吸率等。


(五 )其它整理轧光轧纹整理：轧光的主要目的是提高产品表面光洁度与平整性，或增加其材质的紧密度；轧纹的目的是增加产品的外观效果，使材料表面获得浮雕状或其它效果的花纹，获得柔软的手感；轧点或轧孔整理则是对非织造材料表面施与适当的点子或孔状，使非织造材料增加其结构密度和耐磨性的同时，增进产品的美观。

收缩整理：利用热塑性纤维在加热条件下收缩，使非织造材料密度增加，来提高材料的面密度和体积密度，增加材料的强度。


三、复合技术单一的非织造产品远远不能满足日益发展的市场经济和

人民生活的需要。如防止疾病传播方面，医护人员的口罩、隔离服及帽子、手套和脚套所用的材料必须对孔径、阻隔效率及透气透湿等指标有严格的要求，尽可能减少艾滋病毒(HIV)、 B 型肝炎病毒 (HBV) 和非典型性肺炎 (SARS)病毒的传染，这就需要采用复合技术，将非织造医用材料和其它功能性材料 ( 机织物、针织物、非织造材料、膜、塑料网、纸等 )复合。


层压复合：层压复合就是把两

层或两层以上的材料叠合，通过加压粘合成为一体。其中的材料可以是非织造的、机织的、针织的、各类高分子膜及功能性材料。层压工艺种类很多，常用的有粘合剂法和热粘法。


工艺复合：工艺复合就是将两种或两种以上的材料用两种或两种

以上的非织造加工工艺组合完成的技术。将非织造加工方法中的成网、加固、后整理的各种不同工艺按产品要求进行适当组合，联合加工，以形成一种集多种功能于一身的非织造复合材料。


四、微胶囊功能整理技术将功能性物质与有关高分子化合物或无机化合物，用机

械或化学方法包覆封闭起来，制成颗粒直径为 1 ～500μm ，常态下为稳定的固体微粒，而该微粒物质原有的基本性质不受损失，在适当条件下它又可释放出来，这种微粒称为微胶囊。微胶囊具有以下的一些功能和特点：

赋予特殊的功能和应用效果增进被封闭物质的功能的缓释性和长效性增加被封闭物质的贮存稳定性降低被封闭物质的可溶性和吸附性隔离反应性物质，提高相容性提高物质的流动性、分散性，便于操作和应用


微胶囊主要由芯材和壁材组成。芯材又称核材，是一种被包覆 (封闭 ) 的功能性物质，可以是固体、液体、气体或胶体物质。壁材是一些具有成膜性能的天然或合成高分子物质，如明胶、甲壳质、阿拉伯树胶、海藻酸盐、聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯等等。

微胶囊技术广泛应用于纺织品功能整理，是因为其功能的持久性和效果好于液体功能整理剂，而成本大大低于应用功能性纤维的材料。非织造材料同样可运用微胶囊技术进行功能整理，包括阻燃、拒水拒油、抗菌杀虫、抗静电、柔软整理等等，以获得常规整理技术无法得到的效果。


抗菌杀虫微胶囊整理：将抗菌剂或杀虫剂和癸二酰氯混溶后，在高速搅拌下慢慢滴入含有适量乳化剂的水溶液中，形成乳液分散状，然后在不断搅拌下慢慢滴入含乙二胺和二氨基苯及碳酸钠的水溶液，使抗菌剂分散颗粒界面发生缩聚反应。形成的壁材为聚酰胺，芯材为抗菌剂的微胶囊。改变壁材的组成和厚度，可控制芯材的释放速度，延长缓释时间。

应用时将微胶囊和粘合剂、助剂等一起固着在非织造材料上，通过壁材的扩散、溶化或降解来缓慢释放芯材功能，也可适当浸轧，使微胶囊破裂，抗菌剂可快速渗透进入材料，实现其抗菌杀虫的作用。


阻燃微胶囊整理：常规的阻燃整理对涤 /棉或涤 /粘的混合纤维材料，因需用两种互不相溶的阻燃剂而用传统的整理方法难以加工。若将适用于聚酯的有机磷卤化物阻燃剂制成微胶囊 A ，适用于粘胶纤维的聚磷酸铵阻燃剂制成微胶囊 B ，将含有微胶囊 A和B 的水悬浮液施加在涤粘混合的非织造材料上，于 50℃烘干，然后经过压辊轧压，使材料上的微胶囊破裂，微胶囊中的阻燃剂均匀吸附在纤维上，在 150℃焙烘 3min ，使阻燃剂扩散各自进入相应的纤维内部发生固着反应，使两种纤维都具有良好的阻燃性。


拒水拒油微胶囊整理：拒水拒油整理剂大都难溶于水，通常制成乳液，而许多乳液的分散稳定性不高，常因浴中其它成分的加入而发生破乳或沉淀，而应用微胶囊整理，分散稳定性大大提高，也提高了各组分间的相容性。

例如将双酚 A溶解于稀氢氧化钠水溶液中，另将己二异氰酸酯和拒油剂溶于三氯乙烷中。在高速搅拌条件下，将三氯乙烷溶液慢慢滴入上述氢氧化钠水溶液中，分散成微小的颗粒状后，将此溶液加热到 50℃左右，使己二异氰酸酯和双酚 A 在颗粒界面发生缩聚反应，形成壁材为聚氨酯，芯材为拒油剂的三氯乙烷溶液的微胶囊。应用时，只需经过浸轧，微胶囊破裂后，拒油剂渗入材料内部，于 40℃烘干，140℃焙烘 3 分钟即可。

除上述几种微胶囊整理外，非织造材料微胶囊整理还有微胶囊香味整理、微胶囊抗紫外线整理、微胶囊粘合剂等等。

第十章非织造产品开发与测试 §10-6 非织造测试技术

非织造工艺中，为了保证加工顺利，使材料达到标准要求，有关纤维原料、半成品和成品的性能测试是非常重要的。

非织造测试技术包括：• 原料测试• 纤网不匀率测试 ( 生产过程中的监测 )

• 非织造材料性能测试• 非织造材料鉴别


一、原料测试1 、纤维原料测试(1)纤维卷曲度的测试• 几何法测试卷曲度、卷曲率、卷曲弧的弯曲半径、单位纤维长度二维方向卷曲的数目、三维方向的扭曲数，常用卷曲率指标。

• 物理法：为单位纤度去掉卷曲所需的力及测试去掉负荷后

的剩余卷曲率。(2)纤维加工性能的测试


(2)纤维加工性能的测试• 湿法工艺所需的纤维在水中的分散性• 粘合法工艺所需的湿润时间• 纤维成网加工所需的纤维抗静电性能• 热粘合时的纤维热收缩性• 纤维耐化学性• 纤维表面性能• 纤维耐摩擦性


2 、粘合剂测试常用测试项目如下：固体含量粒径分布 pH 值粘度密度起泡性湿润时间常用测试方法：将粘合剂制成薄膜，然后测试其相关项目。

第十章非织造产品开发与测试 §10-6 非织造测试技术二、纤网不匀率测试1 、取样称重法• 在纤网输出处，用样板沿纵向及横向各取若干试样，样板尺寸常用 20cm20cm 或 40cm 40cm。

• 用均方差与变异系数来表示纤网的不匀性。

%100x

cv

式中： cv －变异系数或离散系数 σ－试样的均方差－试样的算术平均数x


均方差可用下式求得：

取样数 n大于 30时，用 n 代替 n－ 1。

n

xx

n

xxn

ii

n

ii

1

2

1

2

1 或

第十章非织造产品开发与测试 §10-6 非织造测试技术 2 、厚度测定法

1 、固定回转辊

2 、活动短辊

3 、位移传感器

3

2

1

第十章非织造产品开发与测试 §10-6 非织造测试技术 • 测试原理将位移值转变为电信号，将厚度值用电压值来反映。

• 特点主要测定纵向不匀率，若要测定横向不匀率，则

可用多套装置来测定横向每隔一定距离的位置上的厚度均匀性。

厚度变化曲线记录

0

-10

-20

+20

10

偏差 (%)

时间 (min)

+10

20 30 40


3 、放射性同位素测试法• 原理利用纤网单位面积质量和射线通过纤网后强度值

的对应关系，在线测定纤网单位面积质量。• 理论依据：

mcWeII 0

式中： I －透过纤网后的射线强度 I0 －透过纤网前的射线强度 C －常数 Wm－纤网定量


放射性同位素测试法

1 放射源

2 防辐射盒

3 射线接收器

4 放大器

5 纤网定量指示器

6 过程调节电路

7 偏差显示器V

2

1

3

4

5

6

7

200 250 300

+25 -250


常用放射性同位素及相关参数

名称半衰期

(y)

活动性测量范围

(g/cm2)

偏差显示范围

测量精度

(GBq) (mc)(g/

cm2)(%)

钷 Pm147 2.6 3.7 100 10~100 -10~+10 0.5 1

氪 Kr85 10 3.7 100 50~500 -50~+50 1 1

氪 Kr85 10 3.7 100 100~1000 -100~+100 2 1

锶 Si90 28 0.56 15 250~2500 -250~+250 2.5 1

锶 Si90 28 0.56 15 500~5000 -500~+500 5 1


4、 NDC纤网定量偏差在线检测装置


5 、非织造材料外观质量检测装置


三、非织造材料性能测试1 、测试条件与取样• 测试条件温度： 20℃±2C 相对湿度： 65%±2%

平衡时间一般为 24小时，地毯为 72小时。• 取样一般取纵、横向试样，各自取样数宜大于 10 ，取样时至少距边缘 10cm。


2 、测试项目物理性能测试包括单位面积质量，厚度，孔径，孔径分布，孔隙率等。

力学性能测试包括拉伸性能，断裂强度与断裂伸长，断裂功，撕裂强度，顶破强力，伸长弹性回复率，弯曲刚度，耐磨性，折皱回弹性，剥离强度，压缩回弹性，尺寸稳定性等。

吸收性能测试包括吸水性能，吸水时间，吸油性能等。透通性测试包括透气性，透水性，垂直渗透系数，平面渗透

系数等。


过滤性能测试过滤材料根据其应用性能要求，测试项目繁多，

主要有过滤效率、容尘量、截留粒径 (最大孔径、孔隙分布 ) 、孔隙率、透气量、滤阻、滤速等。


其它品质指标的测试如电性能、声学性能、热性能、耐化学品性能、老

化性能、降解性能以及消毒卫生方面的测试等，某些非织造材料或产品有一些特殊的测试项目：

服装衬：有针缝牢度，耐水洗性，耐干洗性，耐洗色牢度，耐磨色牢度，渗料性，氯损强度，裁减粘滞性等。

土工合成材料：有平面应变抗张强力，握持抗张强力， CBR顶破，尖锥冲击，振动钉穿刺，土壤 -土工织物组合透水性等。


地毯：包括结构特征、功能特性、色牢度和建筑特性四

个方面：• 结构特征定量，毛圈层重量，厚度，毛圈层厚度等。• 功能特性压缩回复性，践踏试验，鼓轮试验，椅脚加压试验，滚轮滚动试验，燃烧性，耐磨性，静电菏，尺寸稳定性等。

• 色牢度耐水性，摩擦色牢度，洗涤色牢度，耐光色牢度等。• 建筑特性吸音效果，践踏声衰减，导热性等。测试的一些基本程序和内容详见有关参考资料。


四、非织造材料特殊性能测试均匀度液体吸收性过滤性能的测试孔径及孔隙率针刺密度纤维直径


液体吸收性液体吸收时间吸液率液体芯吸率液体穿透时间液体回返量接触角 (θ) 液体流失量


液体吸收时间试验方法 (EDANA 标准 )如下：按机器输出方向均匀取样 5块，宽度为 76mm ，剪取适当长度，使每块试样的重量正好达到 5g±0.1g 。将一块试样沿纵向松散地卷绕在一个一端开口的圆柱形金属丝框内，金属丝框从距液面 25mm 的高度自由落入盛液容器中，用秒表统计金属框完全下沉到液体表面以下的时间。重复进行 5次试验，所记录下的 5 次时间的平均值即是液体吸收时间。


吸液率试验方法如下：取 5块 100mm×100mm 的试样，分别称取其干重 (如单片重量不到 1g ，则要将几片叠加直至重量达到 1g 为止 ) 。将试样置于盛液容器中，使其在液面下放置 60秒后移出，将试样无张力地垂直悬挂排水 120秒后，取下试样称取湿重。重复试验其余 4块试样，然后计算 5块试样的干重平均值 M1 和湿重平均值M2 ，则吸液率 La（%）见下式：

1001

12

M

MMLa


液体芯吸率液体芯吸率是指材料在毛细管作用下，液体转移到材料

中的速率。即将条状试样垂直于液体上方时，液体因毛细作用而垂直上升的速率。

试验方法（ EDANA标准）：在纵横向各取 5块长250mm、宽 30mm的试样，在每块试样的一端冲切两个直径为 5mm的小孔。取一块试样垂直固定在带有毫米测量杆的水平支架上，小孔端向下，用玻璃棒穿过小孔使试样充分垂直，并与测量杆平行，底边低于杆的 0刻度 15mm。降低水平支架，使测量杆的 0刻度恰与液面平齐，则试样底边即在液面下 15mm处开始计时， 10秒、 30秒、 60秒后分别记录液体沿材料毛细上升的高度，重复另 4次试验，分别得出材料纵横向毛细高度上升的平均值。


液体芯吸率计算公式见下式：

12

12

tt

hhX

式中： X— 液体芯吸率 (mm/s)

h1,h2— 对应于 t1、 t2时所测量的材料毛细高度 (mm)

t1,t2— 测高时间 (s)


液体穿透时间非织造材料的一大用途是用于妇女卫生巾、尿布的包覆材料，为了保持人体所接触皮肤的舒适、干爽，要求这类卫生用品的包覆材料对所渗液体具有很好的透过性。所谓液体穿透时间是指以一定数量人工尿液按规定方法通过带有电磁阀的漏斗和穿透盘，流到平铺在标准吸水衬垫上的非织造材料试样上，用电测法测量全部液体穿(透 )过非织造材料试样所需的时间。


液体回返量液体回返量一般采用定量方法来表示非织造包覆材料

在尿液已透过后抵抗其重新回渗至皮肤上的能力。该试验是在测定液体穿透时间的基础上进行的，方法如下：

在上述液体穿透性试验结束后，在补充加入一定模拟人工尿量，然后将试样、底板和吸收衬垫一起从试验装置中取出，将模拟婴儿重量的 4Kg重块轻轻放在试样上， 3分钟后移去重块，将另外两层重量为 P1的干吸水纸放在试样上，再将重块接触面水分擦干后轻轻放在吸水纸上停留 2分钟。移去重块，将该两层吸水纸重新称重 P2，则液体的回返量为 P2-P1。


接触角 (θ) 通常将固－气界面被固－液界面所取代的过程称为润湿。液体对固体表面润湿程度可用接触角 θ表示。非织造材料对液体的吸收性好，其表面张力应大于液体表面张力，随着润湿程度的增加，接触角 θ相应变小。对非织造材料的接触角测定，可以在一定程度反映其对液体的吸收能力。

液滴角度测量法是测量接触角的最常用的方法之一。其方法是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小。为此，可用低倍显微镜中装有量角器测量，也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像，再用量角法或量高法测量。图 10-26是接触角测量仪的平面示意图 (a)、液滴图像 (b)及接触角示意图 (c)。如图 10－ 26(c)所示，接触角 θ=180°-β。


接触角 θ=180°-β。

1－注射管 2－液泡

3－密闭空间 4－被测固体


液体流失量液体流失量同样可以用来表征材料对液体的吸收能

力。将被测材料置于一倾角为 25° 的倾斜台面上，在试样与流失台之间衬有一标准吸水性介质。在规定的温湿度条件下，将规定量 (25克 ) 的体液以规定的流量注入到试样上。体液在试样上顺沿流下，其中一部分被试样吸收，而多余的体液被流注到置于试样底端下方的标准接收垫上。标准接收垫所收集的液体质量即为流失量。


液体流失量测试仪


过滤性能的测试：高效滤料过滤效率 (钠焰法 ) 粗效、中效滤材效率的测试容尘量


高效滤料过滤效率 (钠焰法 )

钠焰法是针对高效或亚高效过滤材料滤效的测试方法，试验尘重量中直径为 0.3μm～ 0.5μm ，可测精度达99.9999% 。

将 2％浓度的 Nacl水溶液用 0.26Mpa(表压 ) 的洁净压缩空气经专用喷雾器雾化后引到干燥空气流中使雾滴的水份蒸发，形成亚微米级多分散固体 NaCl气溶胶，即为试验尘。含尘空气流过被测滤料，过滤前后气溶胶浓度之比的百分数即为被测滤料的透过率。气溶胶浓度是用钠火焰光度计法测出相应的光电流值来表示。


过滤效率检测工作流程


光度计原理


计算公式如下：

100111

02

A

AAK

式中： η─被测滤料的过滤效率 (％ )

K─被测滤料的透过率 (%)

A1─滤前试验尘 ( 原始 ) 的光电流值

A2─滤后试验尘的光电流值

A0─检测装置的本底光电流值

ψ─检测装置的自吸收系数， ψ＝ 2


粗效、中效滤材效率的测试常用粗、中效过滤材料，主要指工业粉尘的过滤，其过滤效率的试验粉尘粒径小于 5μm 。

1- 过滤袋 2- 发尘装置 3-称重装置 4-压差显示器

5- 后过滤器 6-流量表 7- 出口


过滤效率按下式计算：

式中： A— 过滤效率 (％ )

W1— 过滤前空气含尘量 ( 试验尘重量 ) (g)

W2— 过滤后空气含尘量 (被过滤器 5 分离下来的试

验尘重量 ) (g)

1001%1

2 W

WA

第十章非织造产品开发与测试 §10-6 非织造测试技术容尘量容尘量是指滤材达到指定阻力时，单位面积积存的粉尘量，以 Kg/m2 计。过滤阻力是随时间的变化而变化的。过滤开始时，过滤阻力较小，起过滤作用的是滤材本身。随着滤材内部颗粒层的沉积或滤材表面形成颗粒层，过滤阻力将越来越大，过滤能耗将越来越大。容尘量大小与滤材孔隙率、透气率有关。

S

WAC

式中： C—容尘量 (g)

A— 过滤效率 (％ )

W— 试验尘总质量 (g)

S—滤材面积 (m2)


孔径及孔隙率孔隙率最大孔径 (泡点 ) 孔径分布


孔隙率非织造过滤材料的孔隙率是指材料的孔隙体积与总

体积的比值。孔隙率的确定不需要直接进行试验，而是通过计算求得。

1001

mn

式中： n—孔隙率 (％ )

ρ— 非织造材料密度 (g/m3)

m— 材料的单位面积质量 (g/m2)

δ— 材料厚度 (m)


最大孔径 (泡点 )

电池隔膜材料的最大孔径一般采用气泡法来测定。将材料的每一小孔看成一根毛细管，用已知表面张力的溶剂润湿材料，并施以液压，当相反方向的外气压达到某一值时，样品最大孔处首先冒出气泡，这一孔的直径与此时压力差的关系为：

4

2211

10

cos4

hh

g rt


式中： φ— 材料最大孔径 (µm)

g— 测试地重力加速度 (cm/s2)

αt— 测试温度 t时溶剂的表面张力 ( 达因 /cm)

ρ1—U 型压力计中水或汞的密度 (g/cm3)

h1—U 型压力计中水或汞柱的高度差 (cm)

ρ2— 测试温度 t时溶剂的密度 (g/cm3)

h2—注入溶剂的高度，通常为 2cm


1－异丙醇 2－罩帽 3－试样 4－测孔器 5－开关 6－减压阀 7－调节开关 8－ U 型压力计

最大孔径测试装置


孔径分布非织造材料的孔径反映其阻止被过滤颗粒通过的能力。多孔材料孔径测试仪运用压缩空气通过被溶剂润湿的多孔材料孔隙 (毛细管道 )时，测出流量与压力的关系曲线，从而计算出材料的最大孔径、平均孔径、孔径分布等各项指标。

测试原理是在压力的作用下，气体通过干、湿 (被已知表面张力的液体饱和润湿 )样品毛细孔的流量变化来分析和计算孔径分布和孔径大小。饱和湿样品中的毛细孔道内充满液体，在压力作用下，孔径较大的孔道内液体较早被空气排除，即被打通吹干，孔径较小的则较晚被打通吹干。随着被打通吹干孔道的增加，空气流量逐渐增加，由此可得到样品的压力～流量的干、湿曲线。


多孔材料孔径测试仪


压力～流量干湿曲线


孔径分布柱型图


测试过程中每一点的瞬时值可按下列公式计算：

ii PD )86.2(

式中： Di─样品中第 i 个孔径 (μm)

γ─液体表面张力 ( 达因 /cm)

Pi─瞬时压力 (Kpa)

试样的平均孔径就是将干曲线与湿曲线相交点所对应的压力值 Pa 代入公式，即可求出试样的平均孔径 Da 。同样将湿曲线中流量≥ 0 所对应的压力值 Pm(泡点压力 ) 代入公式，即可求出试样的最大孔径 Dm(泡点 ) 。


针刺密度将样品铺放在台面为磨砂玻璃且水平或倾斜 15°～ 45

° 、玻璃下方装有足够亮度灯光的灯光台上，将一有不小于 5cm×5cm 方框线，框线内划有间隔为 1cm 的纵横格线的方格板放在样品上，方格板上的框线可与样品的纵横向平行，但如果针孔呈明显的间隔条状排列，则应使框线与针孔排列方向呈 45° 放置。

按行按列逐格点数每格内的针孔数。点数时用水彩笔或记号笔点划，以免漏计或重计，同时可用计数器记录所点孔数，每处点数面积至少为 5cm×5cm 。每个样品测定至少 5处。计算每个测定点单位面积的针孔数即为针刺密度。

用该种方法测出来的针刺密度与理论计算的针刺密度有一定的差异。


纤维直径聚合物挤压成网法直接制成的非织造材料，尤其是熔喷超细纤维和闪蒸纺纤维其纤维直径离散性较大，且分布在较大范围之内，加上此类材料的纤维已完整粘结，不可能将单根纤维剥离或拆下来测试其纤维直径，因此可用直观方法 (电镜照片 ) 来测试。


纤维直径分布图

0 1 2 3 4 5 60

5

10

15

20

25

30

35

40

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±¾

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²¼(%

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ÏËÎ¬Ö±¾¶(¦Ìm)


五、非织造材料鉴别• 纤维鉴别法• 纤网生产方法的鉴别用立体显微镜对非织造布样品进行观察。先从纤维外

观的几何形态，分析纤维原料的来源。再通过纤维在纤网中的排列、结构、形态，来分析成网方式。

基本程序和内容详见有关参考资料。• 纤网加固方法的鉴别详见有关参考资料。• 粘合剂的鉴别粘合剂的最简单的鉴别方法是以各种粘合剂的溶解性

为基础，采取逐级溶解试验，详见有关参考资料。

第十章作业1 、医疗用卫材产品的非织造材料应具备哪些基本性能特

征？ 2 、简述婴儿尿垫和妇女卫生巾的外层包覆材料和内层芯吸材料的主要性能特征及相应的非织造材料制造技术( 包括原料、工艺及后整理 ) 。

3 、非织造过滤材料有哪些性能特征？它与机织过滤材料的主要区别？请设计一种用于炼钢企业烟气净化过滤的非织造材料 ( 包括原料、工艺及后整理 ) 。

4 、简述过滤材料的主要性能指标和测试方法。 5 、何谓功能整理？非织造材料的功能整理主要有哪几项？6 、试述非织造材料和机织物的机械拉伸性能的主要区别。

第十章 非织造产品开发与测试

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第十章非织造产品开发与测试