SMS非織造布橫縱向機械性能的差別分析

嚴娜娜，李建強，周曉潔

(武漢科技學院，湖北 武漢 430073)

SMS非織造布橫縱向機械性能的差別分析

嚴娜娜，李建強*，周曉潔

(武漢科技學院，湖北 武漢 430073)

通過對比SMS非織造布的橫向機械性能和縱向機械性能，并分析SMS非織造布的熱壓點尺寸及形狀等直觀表達非織造布熱壓點分布狀態(tài)的數(shù)據(jù)，找出了非織造布橫向及縱向機械性能差別與熱壓點分布的關(guān)系，為SMS非織造布機械性能的進一步研究提供了可行的評測手段。

非織造布；機械性能；熱壓點

1 引言

SMS非織造布在拉伸時表現(xiàn)出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變化及力學變化特性，影響SMS非織造布結(jié)構(gòu)和性能的因素基本有三種：選用的纖維原料、種類和規(guī)格性能；采用的成網(wǎng)方法和工藝參數(shù)；采用的固網(wǎng)方法和工藝參數(shù)。而固網(wǎng)加固點部分是形成產(chǎn)品強度與特點的主要因素，通過提高溫度并進行加壓形成纖維外部網(wǎng)格即是熱壓點，SMS非織造布橫縱向熱壓點分布是不同的。

在選用SMS非織造布為等同的情況下，通過結(jié)合一些非織造布產(chǎn)品的測試與分析，針對非織造布基本結(jié)構(gòu)的形成及其與特性間的關(guān)系進行了探索,得到 SMS非織造布橫向與縱向下機械性能差別的原因[1-7]。

2 實驗方法

選取同系列的非織造布，在常態(tài)下測量非織造布橫向和縱向的拉伸性能。將一定尺寸的試樣，按等速伸長方式拉伸至斷裂，測其承受的最大力—斷裂強力及產(chǎn)生對應(yīng)的長度增量—斷裂伸長。并畫出織物的強力—伸長曲線，算出多位拉伸指標[8]。

3 試驗參數(shù)

3.1 儀器

織物拉伸性能使用YG065N型電子織物強力試驗儀，測試織物的斷裂強力、斷裂功、斷裂伸長率。隔距長度為:100mm，拉伸速度為:100mm/min，預(yù)加張力:2N。

3.2 實驗材料

選取白色26號SMS50g∕㎡的非織造布。拉伸性能實驗尺寸：150㎜×50㎜；撕破性能尺寸：100㎜×75㎜.

SMS非織造布結(jié)構(gòu)圖如下。

4 實驗數(shù)據(jù)

實驗數(shù)據(jù)見表1和表2。

5 結(jié)果分析

根據(jù)表1、表2的實驗數(shù)據(jù)，得到斷裂強力、斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂時間、斷裂功的對比柱形圖和折線圖（如圖1~圖5）。

影響 SMS非織造布結(jié)構(gòu)和性能的因素基本有三種：選用的纖維原料、種類和規(guī)格性能；采用的成網(wǎng)方法和工藝參數(shù)；采用的固網(wǎng)方法和工藝參數(shù)。而固網(wǎng)加固點部分是形成產(chǎn)品強度與特點的主要因素，通過提高溫度并進行加壓形成纖維外部網(wǎng)格即是熱壓點，SMS非織造布的橫縱向熱壓點分布是不同的。

表1 SMS非織造布在干態(tài)的橫縱向拉伸斷裂強度

表2 SMS非織造布在濕態(tài)的橫縱向拉伸斷裂強度

圖1 SMS橫向與縱向斷裂強力對比

圖2 SMS橫向與縱向斷裂伸長對比

圖3 SMS橫向與縱向斷裂伸長率對比

圖4 SMS橫向與縱向斷裂時間對比

圖5 SMS橫向與縱向斷裂功對比

由圖1~圖5的明顯對比可以知道，SMS非織造布的橫向和縱向的機械性能有一定的差別，在干態(tài)下，斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂時間橫向比縱向小一點，但相差不大，但縱向的斷裂強力、初始模量、斷裂功、拉伸強度均比橫向的大很多，原因是因為 SMS非織造布的機械性能和其熱壓點的形狀、密度有很大的關(guān)系。

SMS非織造布的熱壓節(jié)點分布如圖6所示，分析可知[9]：

(1) 熱壓點分布對SMS非織造布斷裂強度和斷裂伸長的影響，在圖中可以看到實驗中所用的SMS非織造布的熱壓點分布均勻，形狀呈橢圓形，但是仔細觀察發(fā)現(xiàn) SMS非織造布節(jié)點分布在橫縱向是不一樣的，圖中紅色網(wǎng)格線代表節(jié)點分布示意圖，由圖中標示出的紅色網(wǎng)格可以明顯看出，紅色網(wǎng)格中的小格子呈長方形，說明橫縱向節(jié)點分布不一致，在縱向上節(jié)點分布要比橫向密集一點，所以SMS非織造布縱向拉伸斷裂強度較大與橫向拉伸斷裂強度[10-12]。

同時非織造布的斷裂伸長取決于除去節(jié)點后的非節(jié)點部分的纖維區(qū)域，由于縱向節(jié)點密集度高于橫向使得相同長度上 SMS非織造上除去節(jié)點所占長度后非節(jié)點部分的纖維區(qū)域所占長度比例大于縱向，所以SMS非織造布橫向斷裂伸長稍大于縱向。

圖6 SMS非織造布的熱壓節(jié)點

圖7 SMS節(jié)點形狀及其分布方向

(2) SMS非織造布的熱壓點形狀呈橢圓形，分析其形狀及其在SMS分布方向，如圖7所示。觀察圖7可知，雖然節(jié)點為橢圓形，但是其分布方向約和水平方向呈45°夾角，所以，對比圖中藍色線條區(qū)域和綠色線條區(qū)域可知，這個橢圓形的受力區(qū)域在橫向和縱向上是一致的。因此橢圓形的節(jié)點加上呈45°的分布使得其對于 SMS非織造的機械性能在橫向和縱向上基本沒有區(qū)別[13-16]。

6 結(jié)論

織物在使用過程中經(jīng)常受到各種不同的物理、機械、化學作用而逐漸受到破壞，一般情況下，機械力的作用是主要的，拉伸性能是反映織物的耐久性和堅牢度的一個重要指標。在樣本斷裂強力實驗中，試樣被夾持在上下夾持板中間，上夾持板固定不動，下夾持板向下運動形成向下的拉力。在試樣被拉伸的過程中，強力儀要克服纖維間的幾種力或幾種力的組合，使織物被拉斷。斷裂強度和斷裂伸長是反映織物強力性能的兩者主要指標，實驗表明SMS非織造布干態(tài)時斷裂強力與浸泡12h后的斷裂強力相差不大。但是橫向和縱向的斷裂強力差別卻很大，通過熱壓點分布，我們可以認為在同等外力條件下，熱壓點分布密度大則拉伸斷裂強度越大，更能抵抗外力的破壞作用，更堅牢耐用。

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Differentiation Analysis of Horizontal and Vertical Mechanical Properties of SMS Nonwoven

YAN Na-na, LI Jian-qiang, ZHOU Xiao-jie
(Wuhan University of Science and Engineering, Wuhan 430073, China)

By comparing the horizontal and vertical mechanical properties of SMS nonwoven as well as analyzing its hot-pressing sizes and shapes, the distribution of hot-pressing in nonwoven is intuitively expressed. In consequence, the differentiation between the horizontal and vertical mechanical properties in relation to hot-pressing distributions of SMS nonwoven is revealed, which provides a feasible evaluation means for further study on mechanical properties of SMS nonwoven.

nonwoven; mechanical properties; hot-pressing

TS171

A

1009－5160(2010)01－0014－04

*通訊作者：李建強（1964-），男，教授，研究方向：紡織材料、產(chǎn)業(yè)用訪織品.

湖北省教育廳重點項目（D20081701）.