紡織品舒適性研究的思考和建議

姚 穆,孫潤(rùn)軍

(西安工程大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710048)

熱烈慶祝海峽兩岸紡織科技論壇開(kāi)幕。

服裝用紡織品以及部分家用紡織品和產(chǎn)業(yè)用紡織品會(huì)與皮膚接觸，并與人體同時(shí)體現(xiàn)，其舒適性要求非常廣泛和復(fù)雜，目前的研究工作主要集中在以下幾個(gè)方面：

(1) 與皮膚接觸中的感覺(jué)。人體皮膚中有許多感覺(jué)神經(jīng)元，包括觸壓、接觸、橫移、滑動(dòng)、點(diǎn)壓、刺癢、刺戳、刺扎、觸汗毛及冷、熱、紅外線(xiàn)照射等，使人感覺(jué)到剛硬、柔軟、粗糙、細(xì)膩等，并能產(chǎn)生舒適或不舒適的感覺(jué)。

(2) 服裝材料及加工造型。從皮膚到服裝外層共經(jīng)過(guò)空氣層、服裝內(nèi)表面、服裝本體、服裝外表面、外層空氣等多層結(jié)構(gòu)。對(duì)于服裝熱傳導(dǎo)、濕傳導(dǎo)提出多種要求，包括皮膚表面汗液的釋放、蒸發(fā)，纖維吸收水分子，產(chǎn)生氫鍵結(jié)合、氫鍵解體、水分子蒸發(fā)、液態(tài)水傳導(dǎo)、冷空氣移送、體外干空氣輸入、體表濕空氣輸出等。

(3) 服裝外觀的影響。除寬松、緊附外，包括挺括、平整、褶皺、光澤閃跳、柔和、顏色變化、背色穿透等也會(huì)影響服裝的舒適性。對(duì)某些服裝提出了特殊要求，如舞袖的波浪、衣裙的懸垂及領(lǐng)邊、帽的曲線(xiàn)，以及交通警察、街道清潔工的交通警示標(biāo)識(shí)等。

(4) 更高層次的舒適性。是指應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷或特殊的環(huán)境下，安全且舒適的特種服裝。例如抗靜電、抑菌防臭、防紫外輻射、遠(yuǎn)紅外消腫止痛以及消防隊(duì)員的消防服、戰(zhàn)士的防彈服、醫(yī)用防病毒服等。2003年“非典”(SARS)爆發(fā)期間研制的醫(yī)療服，具有防病毒且透熱透汗汽功能；登月球時(shí)朝太陽(yáng)側(cè)溫度達(dá)到285 ℃，背太陽(yáng)側(cè)為-160 ℃，宇航員在真空極端環(huán)境下的工作服應(yīng)具有防止高溫變軟、低溫變脆等性能。

這些服裝的材料都需要特殊功能。需要我們從理論上認(rèn)清原理，從材料上找到適合性能，從加工上找到相應(yīng)工藝，并有相應(yīng)的測(cè)試儀器和專(zhuān)用指標(biāo)。在實(shí)踐中精確驗(yàn)證，最后生產(chǎn)出達(dá)到要求的產(chǎn)品。

這里舉兩個(gè)例子說(shuō)明。

1998年大洪水，解放軍戰(zhàn)士80多萬(wàn)人到洪災(zāi)前線(xiàn)救災(zāi)。事后總結(jié)，80%的同志腳部糜爛，78%的同志陰部糜爛，日常生活中戰(zhàn)士鞋、襪、內(nèi)褲臭氣重。我們到戰(zhàn)士生活現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，晚上即便都洗過(guò)腳睡覺(jué)，10多人一間房，都必須把脫掉的鞋、襪放到室門(mén)外；放在室內(nèi)，空氣臭的無(wú)法忍受，被稱(chēng)為“汗臭”。但采取人汗測(cè)試無(wú)此臭味物質(zhì)，洗滌的鞋、襪、內(nèi)褲，體溫培育測(cè)試也沒(méi)有臭味。后來(lái)發(fā)現(xiàn)衣物喂入少量人體皮膚表皮死亡細(xì)胞后，培養(yǎng)出臭味；最后確認(rèn)襪、衣的臭味是人體表皮死亡細(xì)胞脫落后，在衣物中被一批細(xì)菌食用分解產(chǎn)生氨化合物生成。北京中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)科研項(xiàng)目，從近百萬(wàn)解放軍戰(zhàn)士人體表皮收集到皮膚各種病、痛、化膿的樣品分析，得出中國(guó)人體有害細(xì)菌主要有須廯毛廯菌、紅色毛廯菌、尤小孢子菌和綠膿桿菌等4類(lèi)。因此，尋找出了適合消滅這些有害細(xì)菌的藥物處理紡織品。事實(shí)證明，可以防止皮膚疾病，并避免了臭氣的發(fā)生。包括我們自己日常生活穿了抑菌防臭襪，10天不洗腳，腳和襪都不臭。

另一個(gè)例子，2003年春中國(guó)“非典”SARS爆發(fā)， 4月6日下午中央召集我們開(kāi)會(huì)，說(shuō)前一周統(tǒng)計(jì)，“非典”新感染病人中醫(yī)護(hù)人員占30%，“非典”死亡人中，醫(yī)護(hù)人員占30%。醫(yī)護(hù)人員若得不到保護(hù)，“非典”戰(zhàn)役將無(wú)勝望，因此急需防病毒服。首先立即采用軍用毒氣防護(hù)服，可以隔離病毒，但不能透過(guò)汗氣，5小時(shí)服內(nèi)積留汗水超過(guò)0.5 kg。因此,必須盡快研發(fā)防“非典”病毒服，要求防病毒且透汗汽。當(dāng)時(shí)，沒(méi)有“非典”方面的知識(shí)，檢索到美國(guó)發(fā)表的多條“非典”病毒電子顯微鏡照片，發(fā)現(xiàn)“非典”病毒為圓球形，表面有短的纖維叢，平均球直徑100 nm，最小直徑為80 nm。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，決定采用最大孔徑76 nm的聚四氟乙烯隔離膜。不過(guò)，試制之后在北京解放軍總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)，病毒大量透過(guò)。當(dāng)時(shí)考慮，一方面是美國(guó)照片可能未報(bào)道最小的病毒顆粒，另一方面考慮圓球狀細(xì)胞是軟的，可能會(huì)縮成橢球形。將最大孔徑控制為37 nm，經(jīng)測(cè)試無(wú)病毒洩漏，水蒸氣可以順利通過(guò)。進(jìn)一步研究了該薄膜的外保護(hù)層織物及與皮膚接觸面的輕薄化針織物，加上剪裁密封物質(zhì)和其他配套材料，經(jīng)制作測(cè)試后請(qǐng)醫(yī)生試穿。對(duì)各局部的松緊、長(zhǎng)短修改后，形成最終樣品。2003年4月28日，在北京召開(kāi)了科技項(xiàng)目驗(yàn)收審查會(huì)議，非典服生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)議，當(dāng)天即由科技部、衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)審查批準(zhǔn)，并由部長(zhǎng)簽發(fā)，當(dāng)天實(shí)施。4月28日晚開(kāi)始批量生產(chǎn)，5月1日配備小湯山醫(yī)院，5月2日開(kāi)始收治病人。并供全國(guó)“非典”收治醫(yī)院使用。半年之后統(tǒng)計(jì)，小湯山醫(yī)院共收治非典病人1 372人，醫(yī)院醫(yī)護(hù)、食堂、警衛(wèi)人員等1 838人無(wú)一人感染。

為了實(shí)現(xiàn)服裝穿著的舒適性要做許多工作。從纖維設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，紡紗、織造、染色、整理，服裝設(shè)計(jì)與加工及之后的穿用、洗滌、存放都要符合要求。為了服裝平整、挺括，纖維必須有一定的剛度和模量，紗線(xiàn)中心最好有一些圓、粗、直、挺的纖維；為了服裝的柔軟、細(xì)膩，紗線(xiàn)外層一定要有纖細(xì)、柔軟及較密螺旋卷曲、膨松的纖維。希望有絲綢的光澤，纖維截面可用三角形截面的纖維；需要柔和光澤，纖維表面要有較小的曲面。為了導(dǎo)汗快干，紗線(xiàn)外層纖維選用異型截面，帶有狹小溝槽，但防止U形、E形截面，洗滌后相鄰纖維互相對(duì)嵌而截?cái)嗤ǖ溃粸榱吮ＷC色澤美麗持久，最好化纖原液著色；為了防止色光背透，紡絲中應(yīng)加入細(xì)顆粒光分散劑；為了實(shí)現(xiàn)抑菌、防臭、抗靜電、阻燃等功能，需要在化纖紡絲時(shí)加入相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)；為了親水、憎油，應(yīng)在纖維表面用相應(yīng)化學(xué)物質(zhì)處理；為了隔離病毒、毒氣，應(yīng)增加防透薄膜等；為了服裝導(dǎo)汗、透濕、快干，最好用回潮率低的纖維，織紋結(jié)構(gòu)疏松，纖維憎水。在夏季，為使衣內(nèi)近皮膚空間層的濕空氣便于外導(dǎo)，衣服下邊應(yīng)留有讓空氣進(jìn)入的空口，衣服上端應(yīng)留有熱濕空氣向上流動(dòng)輸出的出口。諸如此類(lèi)，需要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和加工。為了保證衣服用水洗滌后不會(huì)皺、縮，纖維結(jié)構(gòu)應(yīng)避免水濕后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的下降。這些需要大家給予關(guān)注和合理設(shè)計(jì)。

服裝穿著舒適性研發(fā)工作量今后還很大，最主要的是將人體衛(wèi)護(hù)，特別是體弱、年老人群以及病患人群服裝與醫(yī)衛(wèi)檢測(cè)、維護(hù)系統(tǒng)智能化等工作結(jié)合在一起。人體血壓、體溫、心率、心電圖等自動(dòng)檢測(cè)已開(kāi)始和服裝結(jié)合，心臟自動(dòng)啟搏等已可不植入體內(nèi)，特別是結(jié)合數(shù)千年來(lái)中醫(yī)針灸穴位的人體神經(jīng)電路系統(tǒng)智能服裝的研制。不過(guò)工作量仍十分繁重，今后還要做大量工作。

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