新型羊毛精紡面料的風(fēng)格與熱學(xué)性能

朱聰聰，徐傳奇，楊竹麗

(1.煙臺(tái)南山學(xué)院 工學(xué)院，山東 煙臺(tái) 265706； 2.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215123； 3.泉州師范學(xué)院 紡織與服裝學(xué)院，福建 泉州 362000)

隨著社會(huì)發(fā)展和生活水平的提高，人們開始追求衣著風(fēng)格，如穿著舒適感與冷暖感。羊毛纖維是具有優(yōu)良特性的紡織原料，冬季保暖性能優(yōu)良，夏季透氣透濕性好。近幾年，國(guó)內(nèi)外的毛紡織產(chǎn)品加工企業(yè)不斷采用新的思路，新的技術(shù)和先進(jìn)的紡織加工設(shè)備來突破發(fā)展瓶頸，獲得了實(shí)質(zhì)上的提升。目前國(guó)內(nèi)外在羊毛面料的加工工藝和后整理工藝取得了一定的突破和創(chuàng)新，如羊毛功能面料[1]。鄒歡等[2]測(cè)試分析了膨體羊毛和常規(guī)羊毛的熱學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)膨體羊毛比常規(guī)羊毛的暖感大幅度增強(qiáng)，保溫性能優(yōu)良，但是擋風(fēng)性能較差。黨高峰等[3]利用絲光蛋白酶LF-301對(duì)羊毛進(jìn)行絲光整理，絲光后的羊毛纖維一部分進(jìn)行低溫常壓的等離子處理，獲得超級(jí)親水性能，另一部分進(jìn)行疏水功能整理，將親疏水羊毛混紡后織造，獲得涼爽羊毛面料，該面料質(zhì)地輕薄，吸濕快干，適合做春夏服裝。姜超[4]通過模擬荷葉表面微凸納米結(jié)構(gòu)，采用納米顆粒對(duì)織物進(jìn)行后處理，使羊毛精紡面料具有拒水、防油、易去污等自清潔功能。陳曉淵等[5]將精梳羊毛與芳綸、阻燃粘膠、彈性滌綸、導(dǎo)電纖維等進(jìn)行混紡，獲得具有阻燃、抗靜電、外觀挺闊、抗皺性能的功能阻燃面料。

本文選取幾種采用新型助劑整理后的羊毛精紡面料，其中一種面料具有暖感效果，另一種面料具有抗紫外線效果，并具有冷感，采用2種測(cè)試方法對(duì)所選面料的接觸冷暖感和保暖性能等熱學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。同時(shí)，采用KES織物風(fēng)格儀對(duì)織物風(fēng)格進(jìn)行測(cè)試，所得的力學(xué)性能指標(biāo)在一定程度上也可以體現(xiàn)面料的熱學(xué)性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試 樣

試樣為經(jīng)過新型助劑整理的羊毛精紡面料，由煙臺(tái)南山精紡呢絨總廠提供，選用普通羊毛精紡面料作為對(duì)照樣。羊毛精紡面料基本參數(shù)見表1。

表1 羊毛精紡面料基本參數(shù)

1.2 測(cè)試條件

試驗(yàn)用羊毛精紡面料的參數(shù)和熱學(xué)性能的測(cè)量均在恒溫恒濕條件下進(jìn)行，測(cè)試條件：溫度(20±2) ℃，相對(duì)濕度65%±2%測(cè)得。

1.3 測(cè)試儀器

測(cè)試儀器有KES系列織物風(fēng)格儀，LGMD-1寢具保溫測(cè)試儀。

1.4 測(cè)試方法

1.4.1接觸冷暖感測(cè)試

采用KES-F7 織物接觸冷暖感測(cè)試儀，測(cè)試原理是將待測(cè)織物放在恒溫恒濕環(huán)境中調(diào)濕后，放在恒溫冷板(20 ℃)上，將測(cè)試熱板(30 ℃)放到織物上，測(cè)試10 ℃溫差下，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積織物的最大瞬態(tài)熱流量，即Qmax值。

1.4.2保溫性能測(cè)試

在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，按照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS5335-2∶2006《Continental quilts-Part 2: Determination of thermal resistance for quilts filled with feather and/or down》進(jìn)行保溫性能測(cè)試，采用織物克羅值(clo)表征織物的保暖性能。測(cè)試時(shí)，首先將儀器進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到穩(wěn)定后迅速將試樣放置于測(cè)試熱板上，將環(huán)境罩放下，待試樣上下表面溫度達(dá)到穩(wěn)定后，測(cè)試30 min內(nèi)試樣的平均熱阻。LGMD-1保溫測(cè)試儀測(cè)試原理圖見圖1。

1—底板；2—箱體；3—環(huán)境罩；4—試驗(yàn)板；5—隔熱層；6—待測(cè)樣品。圖1 保溫測(cè)試儀測(cè)試原理圖

1.4.3風(fēng)格測(cè)試

分別采用KES-FB2織物純彎測(cè)試儀、KES-FB1織物拉伸、剪切測(cè)試儀、KES-FB4表面性能測(cè)試儀、KES-G5織物壓縮測(cè)試儀測(cè)量面料在低負(fù)荷下的彎曲、剪切、表面摩擦、拉伸及壓縮性能指標(biāo)，并計(jì)算出面料的硬挺度、豐滿度和滑爽度，分析織物的風(fēng)格特征[6]。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 面料風(fēng)格特征

面料風(fēng)格是織物固有的物理力學(xué)性能作用在人體感覺器官上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，是物理、人的生理及心理因素共同作用下所得到的評(píng)價(jià)結(jié)果[7]。廣義和狹義上的面料風(fēng)格是有差別的，前者是通過特定的相關(guān)儀器來測(cè)定織物的性能指標(biāo)，即力學(xué)指標(biāo)，風(fēng)格特征由此計(jì)算可得，后者則是代表面料的手感，即人們的主觀判斷[8-9]。

2.1.1豐滿度和滑爽度

張麗清：教育培養(yǎng)什么樣的人，首先體現(xiàn)國(guó)家意志和國(guó)家需要，其次要看學(xué)生自己想要發(fā)展成什么樣。在這一課程改革方面，特別是高中課程改革，我認(rèn)為真正嚴(yán)格落實(shí)課程計(jì)劃的高中校并不多，到底是課程設(shè)計(jì)出了問題，還是校長(zhǎng)的教育思想出了問題，我覺得這都不是主要的，根本問題在于我們沒有為課程改變提供配套的體制和機(jī)制。現(xiàn)在，我非常高興地看到高考改革、用人制度改革、評(píng)價(jià)改革等，也期待高中課改能夠解放校長(zhǎng)，最終解放學(xué)生。

通過表面和壓縮性能等織物力學(xué)性能所確定的風(fēng)格值為面料豐滿度[10]。強(qiáng)捻紗對(duì)面料表面的滑爽度和豐滿度會(huì)產(chǎn)生影響。不同面料滑爽度比較見圖2，不同面料豐滿度比較見圖3。

圖2 不同面料的滑爽度比較

圖3 不同面料的豐滿度比較

試樣3是具有抗皺功能的羊毛面料，一般采用強(qiáng)捻紗線，紗線表面毛羽較少，相對(duì)比較光潔，手感較硬，因此其面料的豐滿度最低。并且，強(qiáng)捻紗面料穿著比較涼爽，透氣性較好，適合夏季服用，因此，該面料的滑爽度最高。試樣2采用特殊的后整理工藝制得，該面料的豐滿度最好，因而在與人體皮膚進(jìn)行接觸時(shí)，具有溫暖的感覺，獲得暖感，同時(shí)其滑爽度最低，也從另一方面證明了其暖感較強(qiáng)。試樣1在與人體表面皮膚接觸時(shí)，具有一定的冷感，且其滑爽度較低，其面料厚度較大有關(guān)。

2.1.2硬挺度

硬挺度是面料剪切性能和彎曲性能為總體的綜合表現(xiàn)[11]。圖4為4種羊毛精紡面料硬挺度的比較?？梢钥闯?，經(jīng)抗皺整理的試樣3因?yàn)槭褂昧藦?qiáng)捻紗，其手感較硬，面料硬挺度較高，成型性較好，懸垂性好，外觀風(fēng)格較好。同時(shí)，試樣3的面密度最小，質(zhì)輕，舒適性好，沒有負(fù)重感，更適合做夏季西服面料。試樣2的硬挺度比試樣1要好，試樣2的面密度比試樣1略大，試樣2面密度比試樣1大，硬挺度也相對(duì)大一些，因此試樣1的手感最柔軟，試樣3的手感最硬。

圖4 不同面料的硬挺度比較

2.1.3風(fēng)格

將本文選取的幾種羊毛面料按冬季西服面料和夏季西服面料的評(píng)價(jià)公式計(jì)算得出4種面料的基本風(fēng)格(HV)和綜合風(fēng)格(THV)。冬季西服面料風(fēng)格值見表2，男用西服外套冬季風(fēng)格值優(yōu)良區(qū)域見表3[12]，夏季西服面料風(fēng)格值見表4。由表3可以看出：冬季西服面料的風(fēng)格值均未在優(yōu)良值范圍內(nèi)，計(jì)算所得滑糯度較小，硬挺度較大，因此這幾種面料不適宜用作冬季西服。由表4可以看出，試樣1和試樣3的滑爽度和豐滿度指標(biāo)表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，由此判定試樣3和試樣1適合用作夏季男士西服面料，其中試樣3面密度小，且THV達(dá)到最大值0.53，最適合用做夏季西服面料。

表2 冬季西服面料風(fēng)格值

表3 男用西服外套冬季風(fēng)格值優(yōu)良區(qū)域

表4 夏季西服面料風(fēng)格值

2.2 面料熱學(xué)性能

紡織品接觸冷暖感是當(dāng)面料與人體體表開始觸碰時(shí)，對(duì)體表的刺激在大腦皮層中形成的一種相對(duì)主觀判斷[13]。人體體表與面料表面存在著一定的溫度差值，這種現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生一定的熱交換，導(dǎo)致人體體表溫度出現(xiàn)升高或降低，繼而發(fā)生冷感或暖感的感覺[14-15]。通常情況下，皮膚溫度會(huì)高于面料溫度，遵從熱量從高到低流動(dòng)的原則，會(huì)使人體體表溫度降低，如果面料溫度與體表溫度差別太大，皮膚溫度下降過大，就會(huì)有不舒適感產(chǎn)生[16]。體表平均溫度一般為33 ℃，冬季環(huán)境中的紡織品溫度低于皮膚溫度，接觸初期熱量從高溫體表向低溫紡織品迅速流動(dòng)，等到表面溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，熱流緩慢過渡到穩(wěn)態(tài)傳熱狀態(tài)，此前的傳熱功率大于穩(wěn)態(tài)傳熱，稱作瞬態(tài)傳熱或非穩(wěn)態(tài)傳熱。穩(wěn)態(tài)傳熱階段覆蓋著紡織品的人體向外散失的熱功率體現(xiàn)紡織品的保暖性，用熱阻來表征。

2.2.1冷暖感

不同面料的Qmax值比較見圖5?？梢钥闯?，試樣2的Qmax值最小，說明單位時(shí)間內(nèi)通過該織物的瞬態(tài)熱流量最少，即該織物的暖感相對(duì)較強(qiáng)。因此，試樣2與人體皮膚接觸瞬間會(huì)給人以舒適溫暖的感覺。

圖5 不同面料的Qmax值

試樣3采用強(qiáng)捻紗，單位面積通過該織物的瞬態(tài)熱流量最大，即該織物的冷感相對(duì)最強(qiáng)，2.1節(jié)面料風(fēng)格分析中得出結(jié)論，該面料最適合做夏季西服面料，進(jìn)一步證明了該結(jié)論的正確性。

試樣1的Qmax值較高，表明其冷感相對(duì)較強(qiáng)。試樣1～3的Qmax值相對(duì)較大，說明用該面料做成服裝與皮膚接觸時(shí)的瞬間熱流量大，給人以冷爽的感覺，在夏季使人感到清爽，不親膚，不貼身體，較為舒適，符合夏季人們的生理和心理上的需求。

2.2.2克羅值

克羅值(clo)是熱阻的一個(gè)定量指標(biāo)，可以描述為：在室內(nèi)溫度為20 ℃、相對(duì)濕度小于50 %，靜風(fēng)速不超過0.1 m/s的情況下，一個(gè)體感舒適的不勞動(dòng)者，可以將人體體表的平均溫度維持在33 ℃左右時(shí)，所穿著服裝的隔熱值定為1 clo[17]。不同面料克羅值見圖6?？梢钥闯?，試樣2的克羅值最大，表明該面料的保暖性最好，為具有暖感的面料。

圖6 不同面料克羅值

3 結(jié) 論

①采用KES面料風(fēng)格儀對(duì)新型羊毛精紡面料的風(fēng)格進(jìn)行測(cè)試分析,發(fā)現(xiàn)這幾種新型羊毛精紡面料更適合做夏季西服面料。其中，試樣3由于采用強(qiáng)捻紗，具有較高的滑爽度和硬挺度，豐滿度最低；試樣2豐滿度最高，滑爽度最低；試樣1介于二者之間。

②采用KES-F7 織物接觸冷暖感測(cè)試儀和自制寢具保溫測(cè)試儀來測(cè)試新型羊毛精紡面料的接觸冷暖感和保暖性能，發(fā)現(xiàn)試樣3在單位面積內(nèi)通過的最大瞬態(tài)熱流量最大，冷感最強(qiáng)，用其制作夏季服裝最佳，而試樣2單位面積內(nèi)通過的最大瞬態(tài)熱流量最小，暖感最強(qiáng)，克羅值最大，保暖性更好。