非織造布材料性能測試全解析：從基礎指標到功能特性

引言
非織造布因其生產工藝獨特、結構多樣、應用廣泛，已成為紡織領域不可或缺的重要材料。為確保其能滿足不同應用場景的性能要求，建立科學、系統、全面的測試評價體系至關重要。本文將系統介紹非織造布的關鍵性能測試項目、方法標準及質量控制要點。

一、物理性能基礎測試

1. 克重（面密度）測試：

   • 重要性： 衡量單位面積材料質量的核心指標，直接影響材料的厚度、強度、覆蓋性、成本等。
   • 測試標準： 通常依據 ISO 9073-1、ASTM D6242、GB/T 24218.1 等標準。
   • 方法簡述： 使用精密天平稱量已知面積（通常為圓形或方形）試樣的質量，計算單位面積的質量（g/m²）。

2. 厚度測試：

   • 重要性： 影響材料的蓬松度、柔軟度、隔熱性、壓縮回彈性及在最終產品中的體積。
   • 測試標準： 常采用 ISO 9073-2、ASTM D5729、GB/T 24218.2 等標準。
   • 方法簡述： 在規定的壓力下（如 0.5 kPa 或 2 kPa），使用厚度儀測量試樣兩平行壓板之間的距離，得到材料厚度（mm）。

二、機械性能核心測試

1. 拉伸強度與斷裂伸長率測試：

   • 重要性： 評估材料在承受軸向拉力時的抗破壞能力和延展性，是判斷耐用性的關鍵。
   • 測試標準： 主要依據 ISO 9073-3 (條樣法)、ASTM D5035 (抓樣法)、GB/T 24218.3 等。
   • 方法簡述： 使用萬能材料試驗機，以恒定速度拉伸規定尺寸的試樣（條樣或抓樣），記錄直至斷裂時的最大力（拉伸強度，N或kN/m）和對應的伸長量（斷裂伸長率，%）。

2. 撕裂強度測試：

   • 重要性： 模擬材料在使用中受到局部集中撕裂力時的抵抗能力，如服裝、擦拭布、包裝材料等。
   • 測試標準： 常用 ISO 9073-4 (梯形法)、ASTM D5734 (舌形法)、GB/T 24218.4 等。
   • 方法簡述：
     • 梯形法： 在梯形試樣上預先切一小口，拉伸兩非平行邊，測量撕裂擴展所需的力。
     • 舌形法： 在矩形試樣上切出雙舌或單舌切口，拉伸舌部，測量撕裂擴展所需的力。

3. 頂破強度測試：

   • 重要性： 評估材料在垂直于其平面的集中載荷作用下的抗破壞能力，如土工布、過濾布、防護服等。
   • 測試標準： 常用 ISO 13938-1 (氣壓法)、ISO 13938-2 (液壓法)、ASTM D3786 (鋼球法)、GB/T 19976 等。
   • 方法簡述： 試樣被夾持在環形夾具中，通過橡膠膜（氣壓/液壓法）或鋼球（鋼球法）施加遞增壓力直至試樣破裂，記錄最大壓力值（kPa或N）。

4. 剝離強度測試（針對復合非織造布）：

   • 重要性： 評價由不同材料層（如非織造布/薄膜）復合而成的材料各層間結合牢度。
   • 測試標準： 常參考 ASTM D1876 (T型剝離)、ASTM D903 (180°剝離) 等。
   • 方法簡述： 將復合材料的兩個待剝離層分開一定角度（T型或180°），用拉力試驗機測量將其剝離所需的力（N/cm）。

三、功能性能關鍵測試

1. 孔徑與孔隙特性：

   • 重要性： 決定材料的過濾效率、透氣透濕性、阻隔性等，對過濾材料、電池隔膜、醫用材料至關重要。
   • 測試方法：
     • 氣泡點法： (ASTM F316, ISO 4003) 通過測量氣體穿透被液體浸潤的試樣所需壓力來推算最大孔徑。
     • 干/濕法孔徑分析儀： 更全面地測量孔徑分布及平均孔徑。
     • 顯微鏡圖像分析： 結合圖像處理軟件進行孔隙率、孔徑統計。

2. 透氣性測試：

   • 重要性： 衡量空氣透過材料難易程度的指標，影響醫用防護服、過濾材料、農用覆蓋布的舒適性和功能性。
   • 測試標準： 常用 ISO 9237、ASTM D737、GB/T 5453 等。
   • 方法簡述： 在試樣兩側建立固定壓差，測量在規定時間內透過規定面積試樣的空氣體積（mm/s 或 L/m²/s）。

3. 透濕性（水蒸氣透過率）測試：

   • 重要性： 衡量水蒸氣透過材料的能力，關系到醫用敷料、衛生用品、防護服等的舒適性。
   • 測試標準： 常用 ISO 2528 (杯式法)、ASTM E96、GB/T 12704 等。
   • 方法簡述： 將盛有干燥劑（或水）的透濕杯用試樣密封，置于恒溫恒濕環境中，測量一定時間內透濕杯的質量變化，計算水蒸氣透過率（g/m²/24h）。

4. 液體吸收與芯吸性能：

   • 重要性： 評估材料吸收和傳輸液體的能力，是衛生用品（尿褲、衛生巾）、擦拭布、醫用敷料的核心性能。
   • 測試方法：
     • 液體吸收量： (ISO 9073-6, EDANA 10.1) 測量試樣在規定時間內完全浸沒于液體中吸收的液體質量。
     • 垂直/水平芯吸高度與速率： (ISO 9073-6, EDANA 10.5) 測量液體在垂直或水平放置的試樣中沿一定方向上升或擴散的高度及所需時間。
     • 液體穿透時間（回滲）： (EDANA 150.3, ISO 9073-8) 模擬使用場景，測量一定壓力下液體穿透材料頂層所需時間或多次穿透的能力。

5. 阻隔性能測試：

   • 阻液/血液滲透性： (ASTM F1670, ASTM F1671) 用于醫療防護材料，評估其抵抗合成血液或病毒懸浮液滲透的能力。
   • 拒油/拒水性： (AATCC 118, ISO 14419) 通過標準油滴或水滴在材料表面的形態判斷其抗油/抗水能力。
   • 微粒過濾效率： (如 ASTM F2299, NIOSH 42 CFR 84) 針對口罩、過濾材料，評價其阻隔特定粒徑顆粒物的效率。
   • 微生物阻隔性： (ASTM F1609, ISO 22610) 評價材料抵抗微生物（如細菌）穿透的能力，用于無菌包裝和醫療屏障材料。

四、其他重要測試項目

1. 耐磨性測試： (ASTM D3886, ISO 12947) 評估材料抵抗磨損的能力。
2. 抗起毛起球性測試： (ASTM D3512, ISO 12945) 評估材料表面抵抗摩擦形成毛球的能力。
3. 色牢度測試： (ISO 105系列, AATCC 8, 16等) 評估顏色耐光照、摩擦、水洗、汗漬等能力。
4. 靜電性能測試： (如靜電衰減 - ISO 18080, ASTM D257; 摩擦帶電電壓 - JIS L 1094) 評估材料的抗靜電或導電性能。
5. 熱收縮率測試： 測量材料在受熱條件下的尺寸變化。
6. 生物相容性測試（醫療用途）： 根據醫療器械法規要求進行細胞毒性、致敏性、刺激性等測試。

五、質量控制與測試要點

• 標準遵循： 嚴格依據國際標準（ISO, ASTM, EDANA, INDA等）、國家標準（GB/T等）或行業協議進行測試，確保結果的可比性和公信力。
• 環境控制： 溫濕度對許多測試結果（如力學性能）有顯著影響。測試前需按標準規定對試樣進行溫濕度平衡處理（通常為溫度 20±2°C, 相對濕度 65±4%），并在該環境中進行測試。
• 取樣代表性： 按照標準要求（如 ISO 5087）在整卷或整批材料的不同位置裁取足夠數量的試樣，避免局部缺陷影響整體評價。
• 儀器校準： 確保所有測試儀器（天平、厚度儀、拉力試驗機等）均經過定期校準并在有效期內，保證測試數據的準確性。
• 數據處理與報告： 清晰記錄原始數據，按標準要求計算平均值、標準差等統計值。測試報告應包含測試標準、測試條件、試樣描述、測試結果及。

結語
非織造布的性能測試是一個涵蓋物理、機械、功能等多方面的綜合體系。深入理解各項測試的意義、原理和方法標準，并嚴格規范操作流程，是準確評價材料性能、保障產品質量、推動技術創新和滿足多樣化應用需求的基礎。隨著新材料、新工藝的不斷涌現，非織造布的測試方法和標準也將持續發展和完善。