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織物舒適性基礎(chǔ)性能測試與分析

時(shí)間:2022/7/22閱讀:241
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織物舒適性基礎(chǔ)性能測試與分析

摘要:舒適性,是服裝類織物的基礎(chǔ)性能,其主要表現(xiàn)為透氣透濕性和摩擦性能,二者性能的提升能的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發(fā),提出了上述兩項(xiàng)性能的科學(xué)驗(yàn)證方法,并從織物材料本身和加工工藝方面淺析了影響二者性能的諸多因素,對于改善織物的舒適性具有一定的參考意義。  關(guān)鍵詞:織物舒適性,透氣透濕,摩擦系數(shù)

皮膚,是人體的感官器官,同時(shí)負(fù)有保護(hù)內(nèi)臟免受侵害的責(zé)任。服裝類織物與皮膚直接接觸,二者的相互作用效果決定了織物材料的舒適性。皮膚正常的新陳代謝體現(xiàn)在兩個(gè)方面:呼吸作用和汗液排出。人體感覺舒適的服裝類織物,除了具備優(yōu)良透氣性和透濕性以滿足人體正常的新陳代謝,還應(yīng)表現(xiàn)出滑爽的觸感,減少因摩擦帶來的皮膚損傷。

一、透氣透濕性

通常情況下,人的皮膚通過角質(zhì)層、毛囊皮脂腺和汗管口的進(jìn)行呼吸,實(shí)現(xiàn)與外界氣體的交換。當(dāng)人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),體溫升高引起汗腺分泌汗液以散發(fā)熱量。覆蓋織物后,會對皮膚的呼吸以及汗液的蒸發(fā)形成一定的阻礙,從而讓人產(chǎn)生悶氣的感覺,這種不適的程度主要上取決于織物的透氣性和透濕性。織物的透氣性是指空氣透過織物材料的能力,透濕性反映的是人體散發(fā)的汗氣透過織物性能,良好的透氣透濕性能維持膚表的正常氣體交換以及體熱的順利排出,以免汗液在衣服和皮膚間積累或冷凝產(chǎn)生不適。

織物透氣性的測試方法可參照GB/T 5453 《紡織品 織物透氣性的測定》,在規(guī)定的壓差條件下,測定一定時(shí)間內(nèi)垂直通過試樣給定面積的氣流流量,計(jì)算氣流流速和透氣率。具體方法如下:1、試樣制備與裝夾。根據(jù)測試需求制取一定面積的試樣,保證其表面沒有皺折、褶痕、針和污漬。選擇透過面積為20cm2的夾具,先將下夾具放在試驗(yàn)氣室上,攤平試樣放入下夾具上,將上夾具小心放在試樣之上使之與下夾具外邊緣對其,用夾鉗壓緊。2、啟動(dòng)真空泵使氣流通過試樣,調(diào)節(jié)流量,使壓力降逐漸接近100Pa,1min后達(dá)到穩(wěn)定,記錄氣流流量。同樣條件下,同一樣品的不同部位至少重復(fù)測定10次,取算數(shù)平均值。根據(jù)上述方法,筆者采用TQD-01透氣度測試儀對同等厚度的純棉織物、滌綸織物、真絲織物進(jìn)行了透氣性的測試,結(jié)果見圖1。

根據(jù)GB/T12704《紡織品 織物透濕性試驗(yàn)方法》規(guī)定,織物透濕性的標(biāo)準(zhǔn)測試方法一般分為吸濕法和蒸發(fā)法,后者應(yīng)用較廣。蒸發(fā)法又稱杯式法,把盛有一定蒸餾水并封以織物試樣的透濕杯放置于規(guī)定溫度和濕度的密封環(huán)境中,根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化計(jì)算出試樣透濕率。根據(jù)杯體的放置方向,又可分為正杯法和倒杯法。因正杯法的測試條件與人體在靜止或微汗的狀態(tài)類似,所以應(yīng)用較廣,而倒杯法僅適用于防水透氣性織物的測試。筆者利用符合此原理的W3/060水蒸氣透過率測試儀對上述三種材料進(jìn)行水蒸氣透過性測試,結(jié)果見圖2。

通過圖1和圖2可以發(fā)現(xiàn),真絲織物的透氣透濕性明顯高于另外兩種,滌綸織物的表現(xiàn)相對最差。歷史研究證明,織物的透氣透濕性與織物材料的自身特性、加工工藝、孔隙形態(tài)、紗線性狀等因素有著密切影響。

1、織物的特性、厚度、層數(shù)和透氣透濕性。以真絲織物和滌綸織物為例,筆者單獨(dú)測試了厚度約為0.1mm、0.2mm,0.3mm的兩種材料的透氣性,結(jié)果見圖3。隨著厚度的增加,滌綸織物材料的透氣性呈下降趨勢,而真絲織物材料的透氣性反而呈上升趨勢,這種情況反映了織物材料本身特性的區(qū)別。真絲織物是由天然蠶絲構(gòu)成,每根蠶絲是由兩根以絲素纖維為中心的單絲依靠絲膠平行粘合而成,而絲素纖維由約200根微細(xì)單絲纖維構(gòu)成,其纖度平均約0.006dtex,較目前滌綸超細(xì)纖維的單絲纖度0.1dtex細(xì)了94%。同時(shí),微細(xì)單絲纖維內(nèi)部包含了900~1400根絲微原纖維,其聚結(jié)體中空隙率高達(dá)38%。這些特性共同決定了真絲織物具有滌綸織物的透氣性。另外,真絲天然纖維中含有大量的親水基團(tuán),通過氫鍵的作用吸引水分子或溶解于水,高達(dá)38%的孔隙率亦能幫助水蒸氣分子的順暢出,因此,真絲織物同時(shí)兼具了優(yōu)良的透氣性、吸濕性和透濕性。

氣體和水蒸氣的滲透是基于織物材料的微觀空隙進(jìn)行,上述透氣性數(shù)據(jù)均反映了該材料在單層狀態(tài)下的透氣性能。實(shí)際中,服在諸多情況下裝類織物材料需要疊層加工。多層材料疊加,意味著氣體和水蒸氣在材料內(nèi)部的擴(kuò)散路程延長,在其他條件不變的情況下,透氣性、透濕性均會有明顯的下降。

2、織物的密度、緊度與透氣性。織物的密度是指在織物縱橫向的單位長度內(nèi)紗線排列的根數(shù)。一般情況下,織物的密度越大,織物就越緊密、硬挺,透氣性越小;相反,則織物稀薄、松軟,氣體的通透性也會有所提高。當(dāng)然,這一規(guī)律并不是的,還與經(jīng)紗和緯紗的緊度有關(guān)系。緊度,即經(jīng)(緯)紗直徑對相鄰兩根經(jīng)(緯)紗平均中心距離的比值。密度相同的織物,若紗線細(xì),則緊度小,織物材料會過于稀松,空隙率增大,透氣透濕性會大幅提高。緊度增加,減少了織物中氣體分子和水蒸氣分子滲透通道的面積,滲透率自然下降。

二、摩擦系數(shù)

服裝類織物的舒適性除了體現(xiàn)在良好的透氣透濕性外,還表現(xiàn)為織物的觸感。滑、糙、糯、爽是織物的基本觸感,而織物與皮膚間的摩擦是導(dǎo)致觸感不同的主導(dǎo)因素。若織物表面沒有合適的摩擦系數(shù),輕則人體感覺粗糙,有磨擦感,重則會嚴(yán)重刺激皮膚誘發(fā)多種疾病,這種現(xiàn)象在運(yùn)動(dòng)中更加凸顯。織物的摩擦性不僅影響其觸感,對于織物的縫紉過程也會產(chǎn)生阻礙。織物在縫紉期間常與器械金屬之間發(fā)生滑動(dòng)摩擦,若摩擦系數(shù)過大,則會導(dǎo)致滑動(dòng)困難影響縫紉效率。

對于織物摩擦系數(shù)的評價(jià),以往多基于觸摸后的個(gè)人感官進(jìn)行。感官靈敏度因人而異,使得評價(jià)帶有一定的主觀色彩。在現(xiàn)代講究科學(xué)數(shù)據(jù)的環(huán)境下,這種主觀評價(jià)逐漸被儀器檢測所替代。研究織物與皮膚之間的摩擦系數(shù)時(shí),由于皮膚的特殊性,測試難以取樣實(shí)施,因此,筆者采用了一種較為簡單的儀器試驗(yàn)方式,即在一定的正壓力和摩擦速度條件下,使織物表面與一剛性平滑表面相互摩擦,測定動(dòng)靜摩擦系數(shù),以此值作為織物與皮膚間的摩擦性能的參考數(shù)據(jù)。

筆者取一滌綸織物剪取經(jīng)向和緯向試樣各3塊,尺寸為200mm×80mm,保證其無折痕、拱曲、卷邊等疵點(diǎn)。根據(jù)FZ/T 01054-2012 《織物表面摩擦性能的試驗(yàn)方法》規(guī)定的原理,將試樣平整的夾持在MXD-02摩擦系數(shù)儀的試樣臺上,測試面朝上,使試樣處于伸直但不伸長狀態(tài),如圖4。剛質(zhì)光滑的摩擦塊與試樣的測試面相對,施以450Pa的垂直壓力。設(shè)定儀器以50mm/min的速度相對摩擦50mm,測得的動(dòng)靜摩擦系數(shù)為:經(jīng)向0.182,緯向0.179。

織物表面的摩擦性能與表面的粗糙度成正比,而粗糙的程度與諸多因素有關(guān),如纖維的細(xì)度、長度、卷曲度、紗線結(jié)構(gòu)、織物狀態(tài)、緊度、加工工藝等。纖維越粗、卷曲度越大、緊度越高,織物加工過程中的起絨、拉毛、絨縮等工序會使織物表面越發(fā)粗糙。另外,織物在相對濕度不同的狀態(tài)也會表現(xiàn)出不同的摩擦性能,當(dāng)織物處于高于40%RH的環(huán)境時(shí),水分子會在織物表面形成連續(xù)的水膜,進(jìn)而產(chǎn)生水力學(xué)摩擦,使得織物的摩擦系數(shù)有所增大。

三、結(jié)語

舒適性,是服裝類織物的基礎(chǔ)性能,其主要表現(xiàn)為透氣透濕性和摩擦性能,二者性能的提升能的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發(fā),提出了上述兩項(xiàng)性能的科學(xué)驗(yàn)證方法,并從織物材料本身和加工工藝方面淺析了影響二者性能的諸多因素,對于改善織物的舒適性具有一定的參考意義。

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