高定向排列熔噴非織造材料 H-O-M 柔軟性評(píng)價(jià)

秦子軒　張恒　李晗　翟倩　趙珂　甘益　楊自強(qiáng)　甄琪

摘要：為了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)高定向排列熔噴非織造材料柔軟性能，提高其在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。利用Handle-O- Meter（H-O-M）柔軟性測(cè)試法獲得樣品不同纖維排列方向的力值-位移曲線，對(duì)曲線進(jìn)行分析后得到關(guān)于樣品力學(xué)特性特征值，并建立柔軟得分計(jì)算公式，獲得樣品H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)得分。結(jié)果表明：樣品縱橫向柔軟性得分具有明顯差異，柔軟性得分最大差值為37.971，說(shuō)明纖維排列對(duì)樣品柔軟性能影響較大。最后，將樣品的H- O-M柔軟性評(píng)價(jià)得分結(jié)果與Phabr-Ometer柔軟測(cè)試得分和主觀評(píng)價(jià)得分進(jìn)行比較分析，說(shuō)明三種柔軟性測(cè)試方法結(jié)果規(guī)律性一致，也期望該方法為高定向排列熔噴非織造材料的柔軟性評(píng)價(jià)提供新的思路。

關(guān)鍵詞：高定向排列；熔噴非織造材料；柔軟性評(píng)價(jià)；H-O-M測(cè)試；柔軟得分

中圖分類號(hào)：TS177????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號(hào)：2097-2911-（2023）02-0012-11

H-O-M Softness Evaluation of Highly OrientedAligned Melt Blown Nonwovens

QIN Zixuan1，ZHANG Heng1*，LI Han1，ZHAI Qian1，ZHAO Ke1，GAN Yi2，YANG Ziqiang2，ZHEN Qi3

（1. School of Textile， Zhongyuan University of Technology， Zhengzhou 451191， China；2. Henan Yixiang Health TechnologyCo.， Ltd， Zhengzhou 452373， China；3. School of Clothing， Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou 451193， China）

Abstract：Objective：The evaluation of softness in nonwovens can be categorized into subjective and objective methods. Subjective evaluation methods can be influenced by various factors such as the experimental design， the subjective judgment of the evaluators， and the testing environment， leading to potential deviation in the final results. whereas objective evaluation methods， such as the fabric softness tester， provide quantitative indices for the softness of textile materials. However， for nonwovens， the arrangement of fibers in the longitudinal and transverse directions can significantly impact the material's softness， thereby necessitating the development of a suitable softness evaluation method that can take this characteristic into consideration.

Method：The Handle-O-Meter （H-O-M） is a nonwovens softness testing device designed to measure the force required to push a sample through a test seam after making line contact with the sample in the direction of the fiber arrangement. This test provides a force-displacement curve that reflects the mechanical properties of the material itself. By analyzing and calculating the force- displacement curves obtained from the H- O- M nonwovens softness testing device， it is possible to evaluate the softness of the samples.

Results：Figure 4（a） demonstrates that as the die temperature increases， the force-displacement curve of the sample material in both the longitudinal and transverse directions gradually decreases， with the peak P. In the transverse direction， P ranges from a maximum value of 5.319 N to a minimum value of 2.113 N， resulting in softness scores ranging from 57.599 to 31.467. Similarly， in the longitudinal direction， P ranges from a maximum of 2.955 N to a minimum of 0.536 N， resulting in softness scores ranging from 88.068 to 66.105. These results indicate that increasing the die temperature improves the softness of the material. Figure 4（b） presents the test results of samples subjected to different hot air pressures. It can be observed that increasing the hot air pressure effectively enhances the softness of the material. In the transverse direction， the force- displacement curve reaches a maximum P value of 11.322 N and a minimum of 2.904 N， resulting in softness scores ranging from 31.133 to 69.032. In the longitudinal direction， the force-displacement curve reaches a maximum P value of 2.251 N and a minimum of 0.252 N， resulting in softness scores ranging from 69.104 to 85.068. These? findings highlight that the? softness? score in both? directions can be? improved. Figure 5 demonstrates that the difference in softness scores between Phabr- Ometer and H- O- M softness evaluationmethods is smaller than the difference in H-O-M scores. This discrepancy is attributed to the testing principles of the two methods. Phabr-Ometer testing utilizes a moving rod to feed the sample into a circular hole on the test disc， while H-O-M softness evaluation employs a test cutter head to feed the sample into the test slit. Although the circular hole mimics the sensation of grasping the material by hand， it does not account for the impact of the longitudinal and transverse fiber orientation distribution on the material's softness.

Conclusion：The Handle-O-Meter （H-O-M） softness testing device was utilized to obtain the longitudinal and transverse force-displacement curves of the samples. By identifying the eigenvalues in the sample curves and determining the weight percentages of the eigenvalues using principal component analysis， an equation for evaluating the softness scores of melt blown nonwovens was established. The findings demonstrated that both the increase of die head temperature and the increase of hot air pressure resulted in a reduction in fiber diameter in the material and enhanced the material's softness property. Furthermore， the H- O- M softness evaluation method was able to measure nonwovens with highly oriented fibers and obtain longitudinal and transverse softness scores for the materials. Notably， the longitudinal and transverse softness scores of the samples exhibited distinct differences， with the maximum difference in softness scores being 37.971. This indicates that fiber arrangement significantly influences the softness properties of the samples. Lastly， the results of the H-O- M softness evaluation scores of the samples were compared and analyzed with the Phabr-Ometer softness test scores and subjective evaluation scores. The comparison revealed consistent regularity among the results of the three softness test methods， providing a fresh perspective for evaluating the softness of non-woven materials with highly oriented alignments.

Key words： highlyorientedalignment；meltblown nonwovens；softnessevaluation；H-O-M testing；softness scores

引言

熔噴非織造材料作為一種具有纖維比表面積大、孔隙率高和蓬松度好的超細(xì)纖維材料[1-3]，在醫(yī)療防護(hù)、個(gè)人衛(wèi)生以及清潔擦拭產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[4-6]。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)熔噴非織造材料在日常生活中的應(yīng)用潛力，滿足更多應(yīng)用場(chǎng)景，柔軟性成了評(píng)價(jià)非織造材料的一項(xiàng)重要指標(biāo)。非織造材料的柔軟性通常是指人手對(duì)其進(jìn)行接觸時(shí)，材料自身給人所反饋的一種生理上感受[7-8]。非織造材料的柔軟性主要與力學(xué)性能有關(guān)，包含材料的彎曲、壓縮和表面平滑度等[9]。

目前，對(duì)于非織造材料的柔軟度評(píng)價(jià)主要分為主觀評(píng)價(jià)法和客觀評(píng)價(jià)法[10]。主觀評(píng)價(jià)法主要是通過(guò)測(cè)試人員對(duì)樣品直接接觸后，給出關(guān)于樣品的柔軟性評(píng)價(jià)，但其結(jié)果易受到人員主觀性和測(cè)試環(huán)境等因素的影響。因此，利用柔軟度測(cè)試儀器從客觀上對(duì)材料進(jìn)行柔軟性評(píng)價(jià)，并給出量化結(jié)果，對(duì)材料柔軟性評(píng)價(jià)具有十分重要意義。有許多學(xué)者利用Phabr-Ometer手感風(fēng)格測(cè)試系統(tǒng)[11]、KES-F 織物風(fēng)格測(cè)試系統(tǒng)[12]和 Han- dle-O-Meter（H-O-M）柔軟性測(cè)試法[13]對(duì)織物柔軟性評(píng)價(jià)展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)織物柔軟性能與其物理指標(biāo)具有十分密切關(guān)系。而熔噴非織材料相較于傳統(tǒng)織物，其纖維排列取向度高，縱橫向排列差異大[14]，需要對(duì)材料不同方向柔軟性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。H-O-M柔軟性測(cè)試法能夠區(qū)分非織材料不同方向力學(xué)性能，但材料的柔軟性能是由測(cè)量的最大阻抗力值來(lái)表示[15-16]，不能提供更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)得分，具有一定局限性。

基于此，針對(duì)熔噴非織材料具有的纖維高取向特性，采用Handle-O-Meter （H-O-M）柔軟性測(cè)試裝置獲取樣品縱、橫向力值-位移曲線。通過(guò)對(duì)樣品曲線中進(jìn)行特征值定義，并利用主成分分析法確定樣品的綜合柔軟度值，建立了評(píng)價(jià)熔噴非織造材料柔軟性得分公式。最后，將該柔軟得分與其他非織造材料評(píng)價(jià)方法獲得的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，證明基于 H-O-M 的熔噴非織造材料柔軟性評(píng)價(jià)具有準(zhǔn)確性，也為熔噴非織造材料柔軟性評(píng)價(jià)提供一種新的思路。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試樣準(zhǔn)備

將聚乳酸（PLA）、聚己內(nèi)酯（PCL）與乙撐雙硬脂酸酰胺（EBS）共混后熔噴，改變不同工藝（模頭溫度與熱風(fēng)壓力）制備了 PLA/PCL@EBS 熔噴超細(xì)纖維材料。樣品制備時(shí)采用的不同模頭溫度有204℃、207℃、210℃、213℃和216℃ ， 不同熱風(fēng)壓力包括20 kPa、30 kPa、40kPa、50 kPa和60 kPa 。表1歸納了9種樣品的基本性能參數(shù)。

1.2測(cè)試裝置

H-O-M柔軟測(cè)試裝置是由力與位移傳感裝置及柔軟度測(cè)試模塊組成，其控制原理及裝置實(shí)物圖如圖1所示。測(cè)試開(kāi)始時(shí)，將樣品按照纖維排列方向放置在測(cè)試底座，電腦軟件輸入測(cè)量參數(shù)用以控制測(cè)試裝置的移動(dòng)速度，位移距離等；力與位移傳感裝置在測(cè)試刀頭與樣品進(jìn)行接觸后，接收測(cè)試獲得的力值位移數(shù)據(jù)。此外，柔軟度測(cè)試模塊主要是由測(cè)試底座和能夠鑲嵌底座上的不同寬度測(cè)試縫組成。

1.3測(cè)試過(guò)程

H-O-M柔軟評(píng)價(jià)方法主要分為樣品測(cè)試與得分計(jì)算兩部分。圖2（a）是H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)測(cè)試機(jī)理示意圖，測(cè)試部分主要是將測(cè)試樣品按照不同的纖維取向放置在測(cè)試臺(tái)上，然后由測(cè)試刀頭下壓將樣品通過(guò)測(cè)試縫。樣品在受外力條件下發(fā)生一系列形變，獲得樣品的力值-位移曲線反映出其彎曲、壓縮、摩擦等指標(biāo)。而得分計(jì)算則主要是依據(jù)樣品在形變過(guò)程中受力情況，如圖2（b）所示，對(duì)測(cè)試獲得的力值-位移曲線進(jìn)行分段計(jì)算，通過(guò)對(duì)曲線中不同區(qū)間進(jìn)行分析與特征值定義，最終采用公式計(jì)算獲得樣品的柔軟性評(píng)價(jià)得分。

為了確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，從待測(cè)試樣品中隨機(jī)選取3塊100 mm×150 mm 的矩形樣品。同時(shí)，調(diào)整樣品臺(tái)以保持水平。在測(cè)試過(guò)程中，選擇合適實(shí)驗(yàn)參數(shù)可以獲得樣品更加準(zhǔn)確的力值-位移曲線，調(diào)整測(cè)試刀頭與測(cè)試底座間距離，使得測(cè)試刀頭與測(cè)試底座水平距離為10 cm 。經(jīng)過(guò)測(cè)試刀頭初始位置校準(zhǔn)后，在系統(tǒng)中設(shè)定測(cè)試刀頭能向下運(yùn)動(dòng)的最大距離為30 cm 。在運(yùn)動(dòng)行程結(jié)束后，測(cè)試刀頭將返回到初始位置。刀頭移動(dòng)速度可設(shè)置為150mm/min 。為了得到更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試縫寬度。測(cè)試縫寬度的選擇要確保在樣品隨著運(yùn)動(dòng)壓板向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，樣品兩側(cè)能夠充分接觸測(cè)試縫兩邊。將寬度為6.5 mm的測(cè)試縫嵌扣在測(cè)試底座凹槽中，同時(shí)要確保在測(cè)試刀頭下壓過(guò)程中，經(jīng)過(guò)測(cè)試縫中間位置。將樣品平鋪在樣品臺(tái)上，樣品縱向（沿著機(jī)器輸出方向）與測(cè)試縫中心線垂直，將重量為100 g的壓力板放在樣品上。然后，在操作系統(tǒng)中啟動(dòng)測(cè)試刀頭向下運(yùn)動(dòng)，直到測(cè)試刀頭到達(dá)最低位置，再緩慢向上返回到起始位置。完成一次樣品測(cè)試后，系統(tǒng)會(huì)生成樣品在測(cè)試過(guò)程獲得的力值-位移曲線。通過(guò)對(duì)該曲線的分析計(jì)算，得到樣品的縱向柔軟性評(píng)價(jià)得分。

最后，為了獲得符合該樣品的柔軟性測(cè)試結(jié)果，分別對(duì)3塊相同類型的樣品進(jìn)行上述測(cè)試。取3次柔軟性評(píng)價(jià)得分平均值，即得到該樣品縱向柔軟度得分。進(jìn)行樣品橫向（沿著樣品幅寬方向）柔軟度測(cè)試。重復(fù)上述縱向測(cè)試中的操作，將樣品平鋪在樣品臺(tái)上，使樣品的橫向與測(cè)試縫的中心線垂直。然后重復(fù)后續(xù)操作，可以得到樣品橫向柔軟性評(píng)價(jià)得分。

2基于H-O-M測(cè)試的柔軟評(píng)價(jià)得分計(jì)算

2.1力值-位移曲線分析

通過(guò)采用H-O-M柔軟性測(cè)試獲得樣品力值-位移曲線如圖3（a）所示，曲線中包含了樣品在測(cè)試過(guò)程中力學(xué)性能變化，圖3（b-f）確定了樣品在測(cè)試中受力情況進(jìn)行的特征值區(qū)間。根據(jù)樣品受到壓力后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將力值-位移曲線分為5個(gè)部分進(jìn)行分析。

第1段：壓縮階段，在力值-位移曲線圖中初始力值為0，表示測(cè)試刀頭剛好接觸樣品。當(dāng)測(cè)試刀頭對(duì)樣品進(jìn)行壓縮時(shí)，樣品受到壓力，其內(nèi)部纖維之間的間隙被壓縮，導(dǎo)致樣品厚度逐漸減小。此時(shí)，厚度成為影響測(cè)試刀頭向下的阻力，也在力值-位移曲線中顯示出來(lái)。在該階段，樣品厚度是影響該段曲線三角區(qū)面積的主要因素。對(duì)于同種材質(zhì)的樣品，三角區(qū)面積越大，說(shuō)明材料厚度越大。

第2段：彎曲階段，隨著測(cè)試刀頭不斷向下，樣品自身硬度發(fā)揮作用，同時(shí)，樣品兩側(cè)與測(cè)試縫邊緣接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦力，類似人手抓握時(shí)的情況。然而，主要作用是樣品自身的硬挺度。在該階段，樣品受到壓力后發(fā)生彎曲形變，該段的力值-位移曲線主要反映出樣品的剛度，曲線的面積值能夠表示樣品的柔軟度。

第3段：隨著測(cè)試刀頭向下位移增加，材料發(fā)生形變后的內(nèi)應(yīng)力逐漸消耗，到達(dá)頂點(diǎn)時(shí)，內(nèi)應(yīng)力已經(jīng)完全耗盡，纖維出現(xiàn)類似“斷了”的狀態(tài)。隨后的下壓過(guò)程中，材料本身的強(qiáng)力不再起作用，該段曲線的面積可以表現(xiàn)材料的韌性。

第4段：為樣品表面摩擦力起主要作用的階段。在這一階段中，樣品在測(cè)試刀頭的作用下，由于樣品自身應(yīng)力已經(jīng)耗盡，樣品外部在縫兩側(cè)彎曲懸掛。兩側(cè)對(duì)縫的摩擦力受到重力影響，其作用的曲線能夠顯示在力值-位移曲線上。

第5段：在繼續(xù)下壓過(guò)程中，樣品逐漸向下彎折，最后與測(cè)試縫處于近似垂直狀態(tài)，此時(shí)材料表面性能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中起到主要作用，力值-位移曲線中顯示的力值大小可以反映出樣品表面的摩擦力。因此，第5段曲線面積的大小可以反映樣品表面摩擦力的大小，面積越大，即樣品表面的摩擦力功越大，樣品表面越粗糙。隨著位移增加逐漸趨于平緩，說(shuō)明此時(shí)樣品反映出的力值主要來(lái)自樣品表面兩側(cè)與測(cè)試縫接觸的摩擦力。經(jīng)過(guò)H-O-M柔軟性測(cè)試獲得的力值-位移曲線可以對(duì)樣品的力學(xué)性能進(jìn)行分析，從而更好地理解樣品的柔性能。

2.2柔軟性評(píng)價(jià)得分

2.2.1特征值

為了具體定量表示樣品柔軟性評(píng)價(jià)得分，需要根據(jù)獲取的力值-位移曲線各階段特征，進(jìn)一步分析樣品自身力學(xué)性能。測(cè)試時(shí)樣品隨著測(cè)試壓刀位移變化能夠體現(xiàn)出其壓縮、韌性以及表面摩擦等性能，這一過(guò)程類似于人手抓握樣品時(shí)的狀態(tài)，以此來(lái)對(duì)樣品柔軟性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在樣品形變時(shí)的壓縮階段，即該段曲線面積積分，定義為壓縮功（Wa）；在樣品繼續(xù)向下位移而發(fā)生了彎曲，該段曲線的積分面積定義為彎曲功（ Wb）；而在韌性階段，該段曲線的積分面積定義為拉伸功（Wc），此時(shí)，曲線中還會(huì)出現(xiàn)峰值（P），即在樣品測(cè)試中出現(xiàn)的最大力值，也就是力值-位移曲線中峰值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的力值；當(dāng)力值-位移曲線峰值過(guò)后，樣品中纖維依舊存在部分內(nèi)應(yīng)力用來(lái)抵抗形變，這部分消耗的內(nèi)應(yīng)力做功用（Wd）表示；力值-位移曲線的第5段積分面積定義為摩擦力功（We），能夠表示樣品表面摩擦性能。確定特征值，一方面是為了對(duì)力值-位移曲線中，樣品不同形變階段做出分析，另一方面是為了建立完善的計(jì)算公式獲得樣品柔軟性評(píng)價(jià)得分。

2.2.2特征值權(quán)重

柔軟性評(píng)價(jià)得分公式是基于樣品的力值-位移曲線分析后確定特征值，再通過(guò)特征值按照不同權(quán)重加和后獲得樣品的柔軟度值。公式中7個(gè)特征值的權(quán)重（A1- A7）采用主成分分析法確定。主成分分析法是一種多因素統(tǒng)計(jì)方法，能夠?qū)⒈姸嘁蛩刂械亩鄠€(gè)相關(guān)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為新的相互獨(dú)立且反映對(duì)象性質(zhì)的綜合指標(biāo)[17]。通過(guò)該方法能夠有效的建立新的指標(biāo)間不同聯(lián)系，同時(shí)也能獲得相關(guān)特征值之間的權(quán)重百分比系數(shù)。表2中顯示了通過(guò)對(duì)20組樣品縱橫向力值-位移曲線分析計(jì)算后獲得每個(gè)樣品特征值。將這些特征值指標(biāo)通過(guò) SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)進(jìn)行處理，對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和巴特利特檢驗(yàn)[18]，其中 KMO值為0.749，大于0.6，說(shuō)明該樣本數(shù)據(jù)比較適合采用主成分分析法。

表3是數(shù)據(jù)處理后獲得的成分矩陣，表4是總方差解釋。通過(guò)表4可以看出，前三個(gè)權(quán)重累計(jì)貢獻(xiàn)百分比分別為78.303%、96.134%以及99.511%，說(shuō)明選取樣本特征值數(shù)據(jù)中的主成分能夠?qū)悠啡彳浂戎灯鸬接行гu(píng)價(jià)。通過(guò)方差貢獻(xiàn)率中的百分比可以計(jì)算獲得6個(gè)主成分的權(quán)重百分比值，歸一化處理后其結(jié)果如表5所示。表5中數(shù)據(jù)作為各主成分分配權(quán)重系數(shù)，能夠建立關(guān)于樣品綜合柔軟度評(píng)價(jià)的數(shù)值計(jì)算公式，見(jiàn)式（1）。

S1=0.14Wa+0.19Wb+0.17Wc+0.17Wd+0.16We +0.17P?????????????? （1）

式中，S1表示樣品綜合柔軟度數(shù)值。

2.2.3柔軟性評(píng)價(jià)得分

在對(duì)樣品力值-位移曲線特征值與權(quán)重分析后，通過(guò)公式（1）來(lái)計(jì)算樣品柔軟度值（S1）?；?H-O-M系統(tǒng)的測(cè)試原理，力值結(jié)果越小意味著樣品對(duì)抗形變能力越弱，柔軟性能越好。因此，使用公式（1）可以直觀地反映出樣品柔軟性。為了更加精準(zhǔn)獲取某一特定領(lǐng)域非織造材料柔韌性能評(píng)價(jià)，引入與待測(cè)樣品同一類型且主觀評(píng)價(jià)上柔軟性能優(yōu)異的材料，通過(guò) H-O-M 測(cè)試裝置測(cè)試并計(jì)算獲得柔軟度值，將其設(shè)定為柔軟度值參考樣（S1參考樣）。因此每個(gè)測(cè)試樣品與參考樣品之間會(huì)存在一個(gè)數(shù)值上的差異，數(shù)值越大則表明，測(cè)試樣品與參考樣品在柔軟性能方便差異較大，則測(cè)試樣品的柔軟性能較差。采用公式2能夠明確量化表示這一數(shù)值差異，獲得樣品的百分制柔軟度得分（S），得分越高，說(shuō)明樣品柔軟性能越好。

S=100-[S1測(cè)試樣–S1參照樣]÷S1參照樣×100? （2）

式中，S為樣品的柔軟度得分。

3結(jié)果驗(yàn)證與分析

3.1 H-O-M柔軟評(píng)價(jià)得分

圖4表示不同模頭溫度不同熱風(fēng)壓力PLA/ PCL@EBS 熔噴超細(xì)纖維材料的 H-O-M 柔軟性評(píng)價(jià)結(jié)果。圖4（a）中可以看出，隨著模頭溫度升高，樣品材料縱橫向測(cè)試獲得力值-位移曲線中峰值P逐漸減小，橫向時(shí)，P最大為5.319 N，最小值為2.113 N，最高柔軟得分為57.599，最低柔軟得分為31.467；縱向時(shí)，P最大為2.955 N，最小值為0.536 N，最高柔軟得分為88.068，最低柔軟得分為66.105。這是由于升高模頭溫度有利于提高共混物熔體流動(dòng)性，促進(jìn)聚合物大分子鏈段運(yùn)動(dòng)，減小分子間作用力，有利于減小纖維直徑，提高材料柔軟性能[19]。圖4（b）表示不同熱風(fēng)壓力樣品的測(cè)試結(jié)果?？梢钥闯觯瑹犸L(fēng)壓力增大，材料柔軟性能得到有效提升。橫向時(shí)，力值-位移曲線中r值最大為11.322 N，最小為2.904 N，柔軟得分最小為31.133，最大為69.032；縱向時(shí)，力值-位移曲線中r值最大為2.251 N，最小為0.252 N，柔軟得分最小為69.104，最大為85.068。這是因?yàn)?，熱風(fēng)壓力增大，能夠使熔體經(jīng)噴絲孔噴出后獲得充分拉伸變細(xì)，材料中纖維直徑變小，柔軟性變好[20]。此外，從柔軟得分結(jié)果中也不難看出，縱橫向柔軟得分具有顯著差異，這與熔噴超細(xì)纖維材料的纖維取向分布有關(guān)。橫向放置時(shí)，材料中纖維排列方向與測(cè)試刀頭垂直，此時(shí)纖維自身強(qiáng)力抵抗外力形變，測(cè)試獲得力值較大；縱向放置時(shí)材料中纖維排列方向與測(cè)試刀頭平行，此時(shí)纖維之間纏結(jié)力成為了形變阻力，則測(cè)試獲得力值較小。

利用H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)不同模頭溫度與不同熱風(fēng)壓力熔噴超細(xì)纖維材料，柔軟得分結(jié)果表明，模頭溫度與熱風(fēng)壓力提高，都會(huì)改善材料柔軟性能。同時(shí)，受到材料中纖維取向的影響，材料縱橫向柔軟得分結(jié)果差異性顯著。

3.2 Phabr-Ometer柔軟評(píng)價(jià)得分

采用Phabr-Ometer測(cè)試不同樣品的柔軟性結(jié)果如圖5所示。圖5（a）是不同模頭溫度下樣品的Phabr-Omete柔軟得分，其中得分最大值為82.33，最小值為66.31；圖5（b）表示不同熱風(fēng)壓力的柔軟得分，得分最大為81.3，得分最小為68.19。Phabr-Omete柔軟得分說(shuō)明模頭溫度與熱風(fēng)壓力提高能夠增加材料柔軟性能，這一規(guī)律與采用H- O-M 柔軟性評(píng)價(jià)相同。但是，可以看出不同Phabr-Ometer柔軟得分差異性較小，不同模頭溫度與熱風(fēng)壓力得分最大值與最小值相差分別為16.02和13.11。而H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)得分中，不同模頭溫度橫向得分差值為26.132，縱向得分差值為21.963；不同熱風(fēng)壓力橫向得分差值為37.899，縱向得分差值為15.964。這種結(jié)果是因?yàn)檫@兩種方法測(cè)試原理的不同導(dǎo)致，Phabr- Omete測(cè)試時(shí)，樣品由移動(dòng)桿送入測(cè)試盤中心的圓孔，H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)則是測(cè)試刀頭將樣品送入測(cè)試縫中測(cè)試。圓孔盡管可以滿足人手抓握材料時(shí)的狀態(tài)，但是不能規(guī)避非織造材料縱橫向纖維取向排列對(duì)材料柔軟性的影響，因此采用H- O-M柔軟性評(píng)價(jià)針對(duì)非織造材料進(jìn)行柔軟性能測(cè)試是十分必要的。

3.3主觀性柔軟評(píng)價(jià)得分

圖6是對(duì)樣品材料進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)場(chǎng)景示意圖以及評(píng)價(jià)得分結(jié)果。選擇10名具有非織造專業(yè)知識(shí)的志愿者通過(guò)“一捏、二摸、三抓”的步驟（圖6（a））對(duì)樣品進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。為了減少主觀性對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，將人與樣品的接觸在箱體中進(jìn)行，隨機(jī)給志愿者提供一個(gè)樣品（記錄員提前記好樣品序號(hào)），經(jīng)過(guò)上述三個(gè)動(dòng)作后給出樣品的主觀評(píng)價(jià)得分。得分采用0-5分，0分表示樣品很硬；1.0分表示樣品硬；2.0分表示樣品較硬；3.0表示樣品較柔軟；4.0表示樣品柔軟；5.0表示樣品很柔軟。主觀評(píng)價(jià)得分結(jié)果如圖6（b）所示，能夠看出志愿者對(duì)于不同模頭溫度與不同熱風(fēng)壓力的評(píng)分結(jié)果規(guī)律與H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)得分規(guī)律一致，這也說(shuō)明H-O-M柔軟性評(píng)價(jià)結(jié)果的正確性得到了驗(yàn)證。

4結(jié)論

本文基于 H-O-M 柔軟性評(píng)價(jià)測(cè)試裝置，獲得不同熔噴工藝樣品的力值-位移曲線，并通過(guò)對(duì)曲線分析，確定特征值與權(quán)重百分比，利用柔軟度計(jì)算公式得到樣品柔軟性評(píng)價(jià)得分，得出以下結(jié)論：

（1）升高模頭溫度和增大熱風(fēng)壓力都會(huì)減小材料中的纖維直徑，提升材料柔軟性能。

（2）H-O-M柔軟性能評(píng)價(jià)方法能夠測(cè)量高定向熔噴排列纖維的非織材料，并獲得材料縱橫向柔軟性得分。

（3）通過(guò)將H-O-M柔軟性得分與法寶儀、主觀評(píng)價(jià)得分進(jìn)行比較，能夠證明基于 H-O-M 的柔軟性評(píng)價(jià)得分具有準(zhǔn)確性。同時(shí)，該方法也為高定向熔噴非織造材料柔軟性評(píng)價(jià)提供了新的啟發(fā)。

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（責(zé)任編輯：周莉）