无纺布原理

§1-3 非织造材料的结构与性能

一、机织物、针织物和非织造材料结构比较 二、非织造材料的结构模型 三、非织造材料的特点

(一)介于传统纺织品、塑料、皮革和纸四大柔性材料之间的材料。 不同的加工技术决定了非织造材料的性能，有的非织造材料像传统纺织品，如水刺非织造材料；有的像纸，如干法造纸非织造材料；又有的像皮革，如非织造材料基PU革等等。 (二)非织造材料的外观、结构多样性

非织造材料采用的原料、加工工艺技术的多样性，决定了非织造材料的外观、结构多样性。从结构上看，大多数非织造材料以纤网状结构为主，有纤维呈二维排列的单层薄网几何结构，有纤维呈三维排列的网络几何结构，有的系纤维与纤维缠绕而形成的纤维网架结构，有的系纤维与纤维之间在交接点相粘合的结构，有的系由化学粘合剂将纤维交接点予以固定的纤维网架结构，还有的系由纤维集合体形成的几何结构；从外观上看，非织造材料有布状、网状、毡状、纸状等。

(三)非织造材料性能的多样性

由于原料选择的多样性，加工技术的多样性，必然产生非织造材料性能的多样性。有的材料柔性很好，有的很硬；有的材料强度很大，而有的却很弱；有的材料很密实，而有的却很蓬松；有的材料的纤维很粗，而有的却很细。 因此，可根据非织造材料的用途，来设计材料的性能，进而选择确定相应的工艺技术和原料。 §1-4 非织造材料主要用途

由于非织造材料的结构多样性、外观多样性、性能多样性，它的用途广泛。可根据不同应用场合对非织造材料的性能、结构和外观要求，来主动地选择原料、工艺路线、工艺参数。 非织造材料的主要用途有： 医用卫生非织造材料；服装用非织造材料；日常生活用非织造材料；工业用非织造材料；农业用非织造材料；国防用非织造材料等。 1、医卫材料

2、过滤材料

3、土工合成材料

未使用土工合成材料 使用土工合成材料 4、车用材料

5、鞋帽仿皮革材料

第一章 作业

1、 试说明非织造材料与其他四大柔性材料的相互关系。 2、 从广义上讲，非织造工艺过程由哪些步骤组成？ 3、 试阐述非织造工艺的技术特点。

4、 除国标中叙述的非织造材料与纸张的差异以外，非织造材料与纸张还有哪些差异？ 5、 试根据成网或加固方法，将非织造材料分类。

6、 试阐明非织造材料的特点。

7、 试列出非织造材料的主要应用领域。

8、 试分析你周边的非织造材料的结构和性能。

第二章 非织造用纤维原料

第一节 纤维在非织造材料中的作用

纤维在非制造材料中所起的作用归纳起来有如下几种： 一、纤维作为非织造材料的主体成分

在粘合法非织造材料、针刺法非织造材料、水刺法非织造材料、纺丝成网法等非织造材料中，纤维以网状构成非织造材料的主体，纤维在这些非织造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。

二、纤维作为非织造材料的缠结成分

在针刺法非织造材料、水刺法非织造材料以及无纱线纤网型缝编法非织造材料中，部分纤维以纤维束锲柱形式或线圈状结构起加固纤网的作用。

三、纤维作为非织造材料的粘合成分

在大多数热粘合非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。 在溶剂粘合法非织造材料中，部分纤维在溶剂作用下溶解或膨润，起到与其它纤维相互粘合的作用。

四、纤维既作非织造材料的主体，同时又作非织造材料的热熔粘合成分

第二节 纤维与非织造材料性能的关系

一、纤维表观性状对非织造材料性能的影响

1、纤维长度及长度分布：纤维长度大，可以提高非织造材料的强度。

2、纤维线密度：在相同面密度条件下，采用细度细的纤维，可获得强力较高的非织造材料。 3、纤维卷曲度：一定的卷曲度，可保证成网时的抱合力，可获得较好的手感和弹性。 4、纤维截面形状： a.硬挺度：圆形--100；三角形--120；椭圆：50 b.保暖性：中空的纤维>实心纤维

c.光泽度：采用半光或消光纤维来达到不同的光泽。

5、纤维表面摩擦系数：纤维表面摩擦系数大，有利于纤维的机械加固，能增加产品的强力。但摩擦系数大，在某种程度上会影响产品的强力。

二、纤维的物理机械性能、化学性能对非织造材料性能的影响 (一)细度和长度

细度↓长度↑→非织造材料强度↑ (二)卷曲度

纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性。 (三)纤维截面形状

过滤材料采用多叶截面，孔径↓，表面积↑，非织造材料强度↑。 (四)表面光滑程度

影响强度，影响加工工艺性，如静电、针刺力等。 (五)吸湿性

影响加工工艺性，如静电、粘合剂扩散等。

第三节 纤维选用的原则

(一) 非织造材料的性能要求：如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。 (二) 工艺与设备的适应性：包括气流成网、梳理机、热粘合工艺等。另外还与纤维静电电位序列有关。（纤维静电电位序列：羊毛、聚酰胺、粘胶、棉、丝、醋酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚氯乙烯纤维、聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维。）静电电位差别大的纤维相混，可减少静电。

(三) 产品的成本：采用价值工程原理，以最小的成本实现产品的功能。 （四）按非织造材料的用途选择纤维原料 《》 服装衬：聚酯，聚酰胺，粘胶

《》 保暖絮片：聚酯(中空，三维卷曲)，聚丙烯腈 《》 服装面料：聚酯 《》 人造毛皮：聚丙烯腈 《》 毛毯：羊毛，聚丙烯腈 《》 窗帘：聚酯

《》 地毯：聚酯，聚丙烯，聚酰胺 《》 墙布：聚酯

《》 卫生巾和尿片包覆布：聚丙烯，ES纤维，棉 《》 手术衣：聚丙烯，木浆纤维，粘胶 《》 绷带和敷料：棉，粘胶 《》 合成革基布：聚酯，聚酰胺

《》 内底革：聚酯，粘胶，聚氯乙烯纤维

《》 土工合成材料：聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯醇 《》 过滤材料：聚酯，聚丙烯，棉，耐高温纤维等 《》 吸油材料：聚丙烯，天然秸杆材料 《》 电器绝缘材料：聚酯，聚丙烯

《》 隔音材料：聚丙烯，聚乙烯醇，废纤维 《》 隔热材料：棉，粘胶，麻纤维，废纤维 《》 包装材料：聚乙烯，废纤维，聚酯，聚酰胺 《》 抛光材料：聚酰胺，麻纤维

《》 书籍布：聚酯，聚酰胺，聚乙烯 《》 造纸毛毯：聚酰胺，羊毛

第四节 非织造常用纤维

一、聚丙烯纤维

定义：由聚丙烯熔融纺丝制得，又称丙纶，简写为PP。用途较广，如土工合成材料、地毯、手术衣、手术罩布、婴儿尿片和妇女卫生巾包覆材料、吸油材料、过滤材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。

二、聚酯纤维

定义：化学名称为聚对苯二甲酸乙二酯，又称涤纶，简写为PET或PES。非织造工艺中常用截面为圆形、三角形、扁带形、中空圆形等，通常适用于绝缘材料、保暖絮片、墙布、服装衬基布、屋顶防水材料、土工合成材料等。

三、聚酰胺纤维

定义：通常由聚酰胺6熔融纺丝制得，又称尼龙纤维，简写为PA。主要用于服装衬基布、造纸毛毯、地毯、合成革基布、抛光材料等。

四、聚乙烯醇纤维

定义：湿纺制得的聚乙烯醇缩甲醛纤维，又称维纶。与聚丙烯纤维混和后可生产土工合成材料，水溶性纤维可用于绣花基布、用即弃材料等。

五、聚丙烯腈纤维 定义：由丙烯腈和其它单体共聚而成，湿纺或干纺成形。主要用于生产保暖絮片、人造毛皮、毛毯等

六、棉纤维

棉纤维含有较多的杂质，除杂脱漂后可用于医卫非织造材料，白度应大于80%，残硫量应小于8mg/100g。

七、粘胶纤维

定义：由纤维素组成，湿纺成形，简写为VIS。粘胶纤维已开发出许多新品种，如高卷曲、高湿强、高吸湿等，常用于医卫材料，和其它纤维混和后用于服装衬基布、合成革基布、食品过滤材料等。

八、麻纤维

苎麻纤维主要用于生产地毯基布、抛光材料、衬里和建筑用隔音隔热材料等。

九、羊毛纤维

具有天然卷曲，弹性好，手感丰满，保暖性好，吸湿性强，光泽柔和，染色性好，具有独特的缩绒性，但价格高。主要用于生产高级地毯、造纸毛毯等。

十、Lyocell纤维

采用溶剂法生产的一种新型的纤维素纤维，纤维素直接溶解在有机溶剂中，经过滤、脱泡等工序后挤压纺丝，凝固后成为纤维素纤维，具有完整的圆形截面和光滑的表面结构，具有较高的聚合度。Lyocell纤维既具有纤维素的优点，如吸湿性、抗静电性和染色性，又具有普通合成纤维的强力和韧性。其干强达到4.2cN/dtex，与普通聚酯纤维相近，湿强仅比干强低15%左右，仍保持较高的强度。该纤维生产时不污染环境，自身可生物降解，故可称为\绿色纤维\。

十一、 椰壳纤维

长度为15~33cm，直径为0.05~0.3mm，刚度大，弹性好。采用针刺工艺可以加工成用于沙发、汽车座垫及弹簧软垫、厚床垫、运动垫的填料。

十二、蚕丝

具有良好的伸长、弹性和吸湿性，细而柔软、平滑、光泽好等优点。非织造工业中仅用其丝绢下脚料生产一些特殊的湿法和水刺非织造材料。

十三、废纤维

包括棉纺厂的皮辊花、粗纱头、梳棉抄斩花、精梳落棉、短绒，毛纺厂的落毛、精梳短毛，麻纺厂的苎麻落麻以及化纤厂的废丝、再纺纤维等，还包括服装裁剪边角料与旧衣等进行布开花处理形成的废纤维。废纤维主要用于填料、包装材料、隔音隔热材料、絮垫等产品

第五节 非织造用特种纤维

一、可溶性粘结纤维

可溶性粘结纤维在热水或水蒸汽中产生软化、熔融现象，干燥后使纤网内纤维之间粘合。该类纤维通常由多种聚合物共聚而成，如日本开发的Efpakal L90纤维为50%聚氯乙烯与50%聚乙烯醇共聚，在90℃热水中聚乙烯醇部分溶解，而聚氯乙烯部分软化、粘合。德国Enka公司的N40纤维为共聚酰胺，在过热蒸汽或190 ℃干燥热风中可熔融。

二、热熔粘结纤维

熔融纺丝制成的合成纤维均可作为热熔粘结纤维用于热粘合法非织造材料的生产。但某些纤维的熔点较高，生产能耗大，热收缩大，不适合作热熔粘结纤维。由此国内外先后开发了一些低熔点的热熔粘结纤维。

对低熔点的热熔粘结纤维的要求： 《》熔点低

《》软化温度范围大 《》热收缩小

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