ISO 9073-2是国际标准化组织发布的一项专门针对非织造布厚度测定的方法标准,现行版本为ISO 9073-2:1995,于1995年发布,取消了并取代了1989年的第一版。该标准规定了在特定压力下测定普通非织造布和蓬松类非织造布厚度的方法。
在国内,该标准被修改采用为GB/T 24218.2-2009《纺织品 非织造布试验方法 第2部分:厚度的测定》,后者已于2009年6月19日发布,2010年2月1日正式实施。GB/T 24218.2-2009由全国纺织品标准化技术委员会归口管理,主管部门为中国纺织工业联合会。
厚度是非织造布的基础物理性能指标之一。对于制药企业和医疗器械生产商而言,织物测厚仪所测得的厚度数据直接影响医用非织造布(手术衣、口罩、防护服、医用敷料等)的透气性、柔软度和使用舒适性,也是质量控制和产品放行的关键依据。
标准将非织造布分为两类:
这一区分直接影响测试仪器的选型和测量方法的选择。对于蓬松类非织造布,标准要求使用较大的压脚面积或采用特殊的测量装置,以避免过度压缩导致测量失真。ISO 9073-2标准中包含三种测试方法:方法A适用于普通非织造布,方法B适用于最大厚度为20 mm的蓬松非织造布,方法C适用于厚度超过20 mm的蓬松非织造布。
在ISO 9073-2标准中,非织造布的厚度被定义为:基准板与对非织造布施加压力的平行压脚之间的距离。简单来说,就是在规定压力下,厚度计两个测量平面之间的垂直距离。
虽然非织造布属于纺织行业,但人们普遍认为,非织造布不仅与纺织产品具有技术上的共同点,而且与纸和塑料产品也具有相同的技术特征。ISO 5084描述了测定纺织品和纺织制品厚度的试验方法。但为了满足非织造布的特定需求,ISO 9073-2规定了与ISO 5084不同的要求:不同的采样程序、用于测试普通和蓬松非织造布的特殊压力、压脚尺寸的特定区域、更短的读数时间。
适用于普通非织造布的织物测厚仪应满足以下关键参数:
| 参数项目 | 标准要求 |
|---|---|
| 施加压强 | 0.5 kPa |
| 压脚面积 | 2000 mm²(推荐)或根据材料特性选择 |
| 测量精度 | 优于0.01 mm |
| 测量头下降速度 | 1~5 mm/s,平稳无冲击 |
| 读数时间 | 施加压力后稳定5秒读取 |
| 基准板与压脚平行度 | 全量程范围内≤0.05 mm |
织物测厚仪在ISO 9073-2标准下,测量非织造布厚度时的标准压力为0.5 kPa。这一低压设计是为了避免压力过大导致蓬松纤维结构被过度压缩,从而测得非织造布在自然状态下的真实厚度。
对于厚度超过20 mm的蓬松类非织造布,标准规定了特殊的仪器要求:
采用针尖式厚度测试仪
压脚直径可适当增大以减少单位面积压力
测量范围需扩展至0~50 mm或更大量程
在行业内,通常将非织造布厚度测试仪分为两种类型:20 mm以下采用天平式非织造布厚度测试仪,20 mm以上采用针尖式非织造布厚度测试仪。用户在选型时应根据自身产品的实际厚度范围进行选择。
符合ISO 9073-2标准的织物测厚仪通常具备以下功能特点:
一键式自动化测试:测量头自动升降,有效避免人为操作误差
双模式切换:支持普通模式和蓬松模式,适应不同材料类型
多点自动统计:自动计算平均值、最大值、最小值及标准偏差
数据管理功能:内置打印机或通讯接口,便于质量追溯
对于普通非织造布,从样品的各个区域裁取10块试样,每块试样面积不小于2500 mm²。
对于蓬松非织造布,试样面积要求与厚度有关。厚度不超过20 mm时,试样尺寸为130 mm ± 5 mm × 80 mm ± 5 mm;厚度超过20 mm时,试样尺寸为200 mm ± 0.2 mm × 200 mm ± 0.2 mm。
按ISO 139进行状态调节。测试环境的标准温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±4)%RH。非织造布多为吸湿性材料,水分变化会直接影响纤维的膨胀程度和厚度值。状态调节不充分是导致测量结果波动的常见原因之一,建议至少放置4小时使试样达到平衡状态。
将织物测厚仪放置在水平稳定的台面上,接通电源,开机预热15分钟。
检查测量头表面和测量平台是否清洁,用软布擦拭干净。
根据被测材料类型(普通或蓬松)选择合适的压脚和测量模式。
使用标准厚度块规进行零点校准,确认测量头与平台接触时显示值为零。
设置测试压力为0.5 kPa,压脚面积为2000 mm²,下降速度控制在1~5 mm/s范围内,保持时间为5秒或10秒。
第一步:试样放置
将单块非织造布试样平铺于测量平台中心位置,确保试样平整无张力、无褶皱。对于蓬松类材料,应轻轻放置,避免按压或拉伸。
第二步:执行测量
织物测厚仪的测量头以设定的速度自动降落,在试样表面施加0.5 kPa压力并保持规定时间(通常5秒)后,读取厚度值。每个测量点读数后,测量头自动抬起。
第三步:多点测量
每块试样至少测量5个不同位置点,测量点距边缘不小于20 mm。试样长度≤300 mm时测10点;长度在300 mm至1500 mm之间时测20点;长度≥1500 mm时至少测30点。测量点应等分试样长度均匀分布。
第四步:数据统计与分析
测试完成后,仪器自动统计所有测量点的平均值、最大值、最小值及标准偏差。按需打印结果或存储至内部存储器。批量测试时,仪器自动计算批次厚度均匀性指标。
对于蓬松类非织造布,由于材料在0.5 kPa压力下可能产生较大压缩变形,标准建议采用以下方法之一:
使用较大面积的压脚(如5000 mm²),降低单位面积压力
使用针尖式厚度计,测量过程中保持压脚位置固定
采用多级压力法,分别测量0.1 kPa、0.2 kPa、0.5 kPa压力下的厚度,评估材料的压缩特性
医用非织造布(手术衣、手术铺单、医用口罩、防护服、医用敷料等)对厚度均匀性有严格要求。厚度偏差过大会影响产品的防护性能、透气性和穿戴舒适度。YY/T 0506系列标准对医用手术衣、手术单和洁净服的性能提出了明确要求,其中厚度均匀性是评估材料屏障能力的重要参数之一。
在制药企业和医疗器械生产企业中使用织物测厚仪进行医用非织造布厚度检测时,应注意以下要点:
环境控制:医用非织造布对洁净度要求较高,测量环境应保持清洁,避免灰尘污染
取样代表性:从不同批次、不同位置取样,确保样本具有代表性
数据记录完整性:检测记录应包括平均厚度、最大偏差和标准偏差,便于质量追溯
仪器校准频率:建议每月使用标准厚度片校准一次,每年度送计量院检定
非织造布多为吸湿性材料,水分变化会直接影响纤维的膨胀程度和厚度值。状态调节不充分是导致测量结果波动的常见原因之一。建议建立标准操作程序,确保状态调节时间充分。
厚度测量结果受压脚面积和测试压力的共同影响。压脚面积越大,测量结果通常越大(因局部压力减小);测试压力越大,测量结果越小。ISO 9073-2标准对此作出了明确规定,用户在设定参数时应严格遵循标准要求。
由于非织造布在生产过程中可能存在横向厚度不均匀性,测量点的合理分布对获得代表性结果非常重要。应避免仅在中央区域测量,而应覆盖试样的不同位置。
标准规定在施加压力后稳定5秒读取厚度值。过早读取会导致压力尚未传递,结果偏大;过晚读取则可能因纤维蠕变导致结果偏小。
ISO 9073-2:1995 纺织品 非织造布试验方法 第2部分:厚度的测定
GB/T 24218.2-2009 纺织品 非织造布试验方法 第2部分:厚度的测定
ISO 139 纺织品 调湿和试验用标准大气
YY/T 0506 病人、医护人员和器械用手术单、手术衣和洁净服
GB/T 3820 纺织品和纺织制品厚度的测定
问1:如何判断我的非织造布属于普通类还是蓬松类?
答:ISO 9073-2标准给出了明确的判断方法:分别在0.1 kPa和0.5 kPa压力下测量试样的厚度,计算厚度变化率。如果厚度变化率达到或超过20%,则判定为蓬松类非织造布;如果变化率小于20%,则判定为普通非织造布。蓬松类材料(如卫生巾的吸收芯层、高蓬松保暖材料、某些类型的医用敷料)需要采用专用测量装置或增大压脚面积的方法进行厚度测定。
问2:ISO 9073-2中规定的0.5 kPa测试压力是如何确定的?
答:0.5 kPa是经过大量实验验证后确定的平衡值。非织造布是蓬松纤维结构,如果压力过小(如0.1 kPa),测量头与试样接触不充分,厚度读数偏大且不稳定;如果压力过大(如1.0 kPa以上),纤维结构被过度压缩,厚度读数偏小,无法反映材料在自然状态下的真实厚度。0.5 kPa被证明是既能保证测量头与试样充分接触,又不会造成纤维过度压缩的最佳压力值。
问3:织物测厚仪能否同时满足ISO 9073-2和GB/T 24218.2两种标准的要求?
答:可以。GB/T 24218.2-2009是修改采用ISO 9073-2:1995制定的国家标准,在技术内容上与ISO标准保持兼容。符合ISO 9073-2标准的织物测厚仪,只要测试参数设置为0.5 kPa压力、2000 mm²压脚面积,即可同时满足两个标准的要求。建议用户在仪器选型时确认设备具备普通和蓬松两种测量模式,并支持压脚面积的快速更换,以满足不同类型非织造布的检测需求。
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