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，二者性能的提升能最大程度的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發(fā)，提出了上述兩項性能的科學(xué)驗證方法，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?！　￡P(guān)鍵詞：織物舒適性，透氣透濕，摩擦系數(shù)

皮膚，是人體最大的感官器官，同時負(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，實現(xiàn)與外界氣體的交換。當(dāng)人體處于運動狀態(tài)時，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，測定一定時間內(nèi)垂直通過試樣給定面積的氣流流量，計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)一定時間內(nèi)透濕杯質(zhì)量的變化計算出試樣透濕率。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，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無法比擬的透氣性。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?？椢锏拿芏仁侵冈诳椢锟v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)律并不是絕對的，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?；?、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)象在運動中更加凸顯。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?？椢镌诳p紉期間常與器械金屬之間發(fā)生滑動摩擦，若摩擦系數(shù)過大，則會導(dǎo)致滑動困難影響縫紉效率。

對于織物摩擦系數(shù)的評價，以往多基于觸摸后的個人感官進(jìn)行。感官靈敏度因人而異，使得評價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，由于皮膚的特殊性，測試難以取樣實施，因此，筆者采用了一種較為簡單的儀器試驗方式，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。根據(jù)FZ/T 01054-2012 《織物表面摩擦性能的試驗方法》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，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，二者性能的提升能最大程度的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發(fā)，提出了上述兩項性能的科學(xué)驗證方法，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。