皮膚風(fēng)衣面料的功能性與織物手感研究

王 旭，李亞娟，張巧玲

(河南工程學(xué)院 服裝學(xué)院，河南 鄭州451191)

紫外線是電磁波譜中波長10～400 nm輻射的總稱，主要集中在3個(gè)部分:UVC，UVB和UVA［1］.人體適當(dāng)接受紫外線的照射對健康是有利的，但當(dāng)人體皮膚經(jīng)受過量的UVB段紫外線輻射后，會(huì)產(chǎn)生紅斑、水皰和灼傷;UVA段紫外線能激活皮膚中的黑色素，引起色素沉淀，從而形成黑斑.醫(yī)學(xué)研究表明，紫外線能使皮膚細(xì)胞中的DNA受損，超過其修復(fù)能力則會(huì)使皮膚致癌［2］.

目前，防紫外線紡織品主要用于服飾類、遮陽類等產(chǎn)品，皮膚風(fēng)衣作為一種近年來流行的夏季戶外運(yùn)動(dòng)服裝，為戶外運(yùn)動(dòng)愛好者提供了良好的防風(fēng)、防水、防紫外線等保護(hù)作用，越來越受廣大消費(fèi)者的喜愛［3］.作為一種戶外防曬服裝產(chǎn)品，其防水性、防紫外線性等功能是消費(fèi)者尤其關(guān)注的問題.然而，市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多品牌的皮膚風(fēng)衣都沒有標(biāo)注面料的紫外線防護(hù)系數(shù)(UPF)和UVA透射比，消費(fèi)者并不清楚其防紫外線性能的優(yōu)劣.此外，作為一種貼身穿著的夏季服裝面料，織物手感也是消費(fèi)者比較關(guān)心的問題.就上述問題開展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，隨機(jī)選取市場上一些常見的皮膚風(fēng)衣面料，調(diào)查目前皮膚風(fēng)衣面料的基本服用性能，探討影響其功能性與織物手感的主要因素，為相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供參考，同時(shí)也為消費(fèi)者選購皮膚風(fēng)衣提供一些建議.

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品

實(shí)驗(yàn)選用市場上常見的具有代表性的6種皮膚風(fēng)衣面料進(jìn)行織物性能的測試，樣品編號與織物規(guī)格參數(shù)見表1.

表1 樣品規(guī)格Tab.1 Specification of samples

續(xù)表

1.2 內(nèi)容

采取客觀實(shí)驗(yàn)和主觀評價(jià)兩種方式分別對織物的功能性與手感風(fēng)格進(jìn)行研究，通過客觀實(shí)驗(yàn)探討皮膚風(fēng)衣面料的防水性和防紫外線性，再對織物的柔軟度和滑爽度進(jìn)行主觀評價(jià).

1.2.1 織物功能性測試與分析

(1)防水性測試

根據(jù)GB/T 4745—2012《紡織品 防水性能的檢測和評價(jià) 沾水法》［4］，裁取尺寸為18 cm×18 cm的試樣3塊，利用LCK-16型織物沾水性能測試儀進(jìn)行測試.根據(jù)織物表面的潤濕程度，與評定標(biāo)準(zhǔn)及圖片進(jìn)行對比，確定其沾水等級，測試結(jié)果見圖1.

圖1 不同織物的沾水等級Fig.1 Spray rating of differernt fabric

對比發(fā)現(xiàn)，3#面料的沾水等級最小，表明該織物最易沾水，即抗沾濕性能(防水性)差.4#面料的沾水等級為4.5級，5#面料的沾水等級為4.3級，1#面料的沾水等級為4級，這3種面料均具有優(yōu)異的防水性.6#面料的沾水等級平均值為4級，具有較好的防水性，2#面料的沾水等級為3.5級，防水性一般.觀察織物的表面形貌發(fā)現(xiàn)，由于3#織物采用縐組織，織物表面凹凸不平，具有較好的保水性能，因而易沾水、防水性差.2#織物雖然經(jīng)過防水整理，但效果并不突出，該織物采用平紋小提花組織，織物表面有明顯的小方格，而且該織物的密度相對較小，所以也具有一定的保水性能，防水性較其余4種樣品差.相反，織物輕薄、密度較大、表面光潔平整的1#和5#樣品防水性較好.同樣，織物表面平滑且經(jīng)過防水整理的4#和6#樣品的防水性優(yōu)異.由此可見，織物的防水性能除了與防水整理有關(guān)，還與織物表面的光滑度密切相關(guān)，織物越光滑、沾水等級就越高，防水性能越好.

(2)防紫外線性能測試

根據(jù)GB/T 18830—2009《紡織品 防紫外線性能的評定》［5］，裁取圓形試樣4塊，試樣直徑為7 cm，采用YG902C防紫外線及防曬保護(hù)測試儀進(jìn)行測試.按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于勻質(zhì)試樣，以所測試樣中最低的UPF值為樣品的UPF值.當(dāng)樣品的UPF值大于50時(shí)，表示為UPF﹥50;當(dāng)試樣的UPF值大于40且UVA透射比(T(UVA)AV)小于5%時(shí)，可稱為防紫外線產(chǎn)品;當(dāng)UPF值大于40且小于或等于50時(shí)記為UPF40+;當(dāng)UPF值大于50時(shí)，標(biāo)記為UPF50+，測試結(jié)果如圖2所示.

由圖2可知，實(shí)驗(yàn)選用的6種面料中，只有經(jīng)過防紫外線整理的4#和6#試樣可以稱為防紫外線產(chǎn)品.其中，4#織物的UPF值為50+，T(UVA)AV小于5%，防紫外線性很好.6#面料的UPF值為42.86，T(UVA)AV小于5%，防紫外線性也達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)，但是其余面料均未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn).2#樣品雖然經(jīng)過了防紫外線整理，但是效果并不好，只有UVA滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，雖然UPF較其余3種未經(jīng)防紫外線整理的樣品高，但并未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防紫外線等級，所以不能稱為防紫外線產(chǎn)品.由上可見，實(shí)驗(yàn)選用的這幾種號稱具有防紫外線性的皮膚風(fēng)衣面料并不是真正意義上的防紫外線產(chǎn)品，大多數(shù)樣品并不能滿足防紫外線的要求.事實(shí)上，對于目前市場上魚龍混雜的各種品牌的皮膚風(fēng)衣也存在這樣的現(xiàn)象，一些產(chǎn)品可能相較于普通的服裝具有一定的防護(hù)作用，但難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求.因此，消費(fèi)者在選購的時(shí)候，一定要認(rèn)準(zhǔn)標(biāo)簽上的防護(hù)標(biāo)志與防護(hù)等級，看清面料的UPF值與UVA透射比值.

圖2 不同織物的UPF值及UVA透射比Fig.2 UPF and UVA of differernt fabric

1.2.2 織物手感測試與分析

(1)測試方法

為了更好地了解皮膚風(fēng)衣面料的手感特征，邀請了20名志愿者在人體工學(xué)實(shí)驗(yàn)室里對織物手感進(jìn)行評價(jià)，這些志愿者年齡為21～26歲，均為紡織與服裝專業(yè)的在校大學(xué)生.實(shí)驗(yàn)室溫度為(20±2)℃，相對濕度為(65±3)%.試樣數(shù)量為3個(gè)，試樣尺寸為350 mm×350 mm.請志愿者通過觸摸、攥握等方式在D65標(biāo)準(zhǔn)光源下對試樣進(jìn)行手感評價(jià)，評價(jià)指標(biāo)主要有柔軟度和滑爽度，評價(jià)標(biāo)尺為5級，可以評半級，主觀評價(jià)表如表2所示.

表2 織物手感主觀評價(jià)Tab.2 Sub jective evaluation of fabric hand le

(2)柔軟度測試

根據(jù)20名志愿者的主觀評價(jià)結(jié)果(見圖3)可知，3#樣品是6種樣品中柔軟度最小的，其次是6#樣品.對比6種織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，這兩種織物的緊度是6種面料中最大的，織物也比較厚實(shí)，因而柔軟度較小.對比3#和6#樣品發(fā)現(xiàn)，雖然3#樣品的緊度不及6#樣品，但其厚度遠(yuǎn)大于6#樣品，因而3#樣品的柔軟度反而小于6#樣品.相反，緊度最小的4#樣品柔軟度最大.而對于織物緊度介于4#和3#樣品之間的5#、1#和2#樣品，其柔軟度介于兩者之間.其中，由于1#樣品的厚度較2#樣品小且經(jīng)緯緊度差異較大、緯向緊度較小，因而其柔軟度反倒較2#樣品略大.由上可見，隨著織物厚度和緊度的增加，柔軟度降低.

(3)滑爽度測試

對于夏季服用面料來說，滑爽的手感使得服裝穿著涼爽舒適、不貼身.根據(jù)主觀評價(jià)結(jié)果(如圖4所示)發(fā)現(xiàn)，滑爽度主要與織物的組織結(jié)構(gòu)及織物經(jīng)緯緊度差值有關(guān).例如，采用縐組織的3#樣品，由于其組織結(jié)構(gòu)使織物表面產(chǎn)生了獨(dú)特的縐效應(yīng)，其滑爽度是6種樣品中最大的.而織物經(jīng)緯緊度差異最大的6#樣品，其滑爽度也比較大.緊隨其后的是2#樣品，該樣品采用平紋小提花組織，織物表面呈現(xiàn)均勻的小方格，其滑爽度也較大.經(jīng)緯緊度差異較小并采用平紋組織的1#、4#和5#樣品，滑爽度比較小.其中，4#樣品的經(jīng)緯緊度差異最小，滑爽度也最小.1#樣品雖然經(jīng)緯緊度差異較5#樣品大，但由于其織物較為輕薄，手感評價(jià)時(shí)主觀感覺可能不明顯，所以滑爽度略有降低.

圖3 不同織物的柔軟度Fig.3 Softness degree of differernt fabrics

圖4 不同織物的滑爽度Fig.4 Smooth degree of differernt fabrics

2 綜合評價(jià)

2.1 評價(jià)方法

目前，用于紡織服裝領(lǐng)域的綜合評價(jià)方法主要包括數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法、模糊理論評價(jià)方法等.在數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法中，聚類分析方法應(yīng)用得最為廣泛，但其計(jì)算過程比較繁復(fù).模糊理論評價(jià)方法包括模糊綜合評價(jià)、模糊聚類分析、灰色近優(yōu)綜合評價(jià)法等.相對于其他分析方法來說，灰色近優(yōu)綜合評價(jià)法的計(jì)算量小，而且沒有大樣本的要求，也無須指標(biāo)的權(quán)重，可以避免人為干預(yù)分析結(jié)果的缺陷，所以選用灰色近優(yōu)綜合評價(jià)法來進(jìn)行綜合評價(jià).

運(yùn)用灰色近優(yōu)綜合評價(jià)系統(tǒng)要先建立灰矩陣［6］，再建立白化灰矩陣，具體方法如下:假設(shè)有織物Mj(j=1，2，3，…，m)，要考核的指標(biāo)變量Ci(i=1，2，3，…，n)，對應(yīng)的白化灰量為Rij，即m種織物n維指標(biāo)變量的灰元為Rn×m，由此可以得到灰矩陣

式中，Rij指的是第j種試樣的第i個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，即灰矩陣Rn×m的灰元.再將各種測試樣品的表征指標(biāo)錄入，即可得到白化灰矩陣

Rij表示第j種試樣的第i項(xiàng)性能的實(shí)際測量值(也就是白化灰元值)，由于各個(gè)白化灰元值中的量綱不統(tǒng)一，所以要先進(jìn)行無量綱處理，即把各個(gè)白化灰元值映射到［0，1］上，然后再以各個(gè)白化灰元的效果測度取代白化灰元值，進(jìn)而得到近優(yōu)白化灰矩陣

(1)越大越優(yōu)型指標(biāo)按下式計(jì)算:

式中，max{Rij，μmax}=max{Ri1，Ri2，…，Rim，μmax}，其中μmax是指定的較大值.

(2)越小越優(yōu)型指標(biāo)按下式計(jì)算:

(3)適中型指標(biāo)按下式計(jì)算:

式中，μ0是指定的適中值.

根據(jù)不同性能的具體情況，由上述公式選擇不同的計(jì)算指標(biāo)，把式(3)中的近優(yōu)白化灰量通過特定的公式整合成一個(gè)綜合值，即近優(yōu)度并進(jìn)行排序.用近優(yōu)度對所要評價(jià)的各種織物進(jìn)行整體比較，近優(yōu)度白化灰元矩陣的計(jì)算方法如下式所示:

根據(jù)上式計(jì)算出各種織物的近優(yōu)度，并按照近優(yōu)度的大小進(jìn)行排序，近優(yōu)度的值越接近1，說明織物的綜合性能越好.

2.2 綜合評價(jià)分析

本研究對皮膚風(fēng)衣面料的性能測試分為防水性、防紫外線性、柔軟度和滑爽度四大類.其中，防紫外線性能又包括UPF值和UVA透射比兩個(gè)指標(biāo)，故共計(jì)5項(xiàng)性能指標(biāo)來綜合評價(jià)織物的功能性與手感，依次記為防水性(C1)、UPF值(C2)、UVA透射比(C3)、柔軟度(C4)和滑爽度(C5).

根據(jù)6種織物的各項(xiàng)性能指標(biāo)，列出織物的白化灰矩陣與6種織物5項(xiàng)指標(biāo)的白化灰矩陣，如下式所示:

在上述5項(xiàng)性能指標(biāo)中，值越大越好的指標(biāo)包括防水性、UPF值、柔軟度和滑爽度，值越小越好的指標(biāo)為UVA透射比.將6種面料的5項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)映射到［0，1］上，通過計(jì)算得到相應(yīng)的近優(yōu)白化灰矩陣，如下式所示:

根據(jù)式(7)計(jì)算每種織物5項(xiàng)性能指標(biāo)的近優(yōu)度，列出近優(yōu)度白化灰行矩陣，如下式所示:

將6種面料各項(xiàng)性能的白化灰近優(yōu)度由大到小排列，可以得到各種織物綜合性能的優(yōu)劣順序，即4#＞6#＞2#＞5#＞1#＞3#.綜合來看，4#樣品的綜合性能最好，6#樣品的綜合性能次之，3#樣品的綜合性能最差.就防紫外線性能來說，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的只有4#和6#樣品，其他產(chǎn)品均不合格.

3 結(jié)論

(1)防水整理可以提高織物的防水性，適當(dāng)改善織物表面的光滑程度也可以提高織物的防水性.

(2)防紫外線整理在一定程度上可以改善織物的防紫外線性，但市場上大部分皮膚風(fēng)衣面料的防紫外線指標(biāo)都達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，并不能滿足防紫外線的要求，不能稱為真正意義上的防紫外線產(chǎn)品.建議消費(fèi)者在選購商品的時(shí)候，認(rèn)準(zhǔn)服裝標(biāo)簽上的防護(hù)標(biāo)志與防護(hù)等級，看清面料的UPF值與UVA透射比.

(3)織物的柔軟度隨著織物厚度和緊度的增加而降低.滑爽度主要與織物組織結(jié)構(gòu)和織物經(jīng)緯緊度差值有關(guān).織物表面越粗糙、經(jīng)緯緊度差異越大，滑爽度就越明顯.

(4)由灰色近優(yōu)綜合評價(jià)法得出，實(shí)驗(yàn)選用的面料中功能性和織物手感最優(yōu)的皮膚風(fēng)衣面料為4#樣品，其次為6#樣品，最差的是3#樣品，排列順序?yàn)?#＞6#＞2#＞5#＞1#＞3#.

［1］彭志.防紫外線化纖紡織品技術(shù)的發(fā)展［J］.紡織科技進(jìn)展，2013(1):16-18，30.

［2］周永凱，趙莉，胡羽軒，等.棉織物的抗紫外線性能評價(jià)［J］.紡織導(dǎo)報(bào)，2004(5):134-138.

［3］張巧玲，王旭，李亞娟.國內(nèi)外皮膚衣面料的服用性能對比［J］.上海紡織科技，2014，42(7):50-52，62.

［4］中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 4745—2012紡織品 防水性能的檢測和評價(jià) 沾水法［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

［5］中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 18830—2009紡織品 防紫外性能的評價(jià)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［6］蘇德保，李紅霞.基于灰色近優(yōu)法的蜂窩滌綸混紡針織物服用性能評價(jià)［J］.毛紡科技，2014，42(2):57-61.