新型絮料與傳統(tǒng)絮料服用舒適性的灰色近優(yōu)評價

代萌婷，屠 曄

(1.浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.浙江理工大學(xué) 國際教育學(xué)院，浙江 杭州 310018)

絮料作為冬季防寒服的填充材料，其服用舒適性能的優(yōu)劣對防寒服的品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用。在目前的填充絮料市場，防寒服使用較多的是90%羽絨、70%羽絨、中空聚酯纖維、聚酯纖維等傳統(tǒng)材料制成的絮料[1]，此類材料在服用舒適性上存在一定局限[2]。隨著科技的發(fā)展，一些新型保暖材料也逐漸出現(xiàn)，例如吸濕發(fā)熱纖維[3]、咖啡碳纖維[4]、Sorona生物基材料[5]、芯鞘型復(fù)合纖維[6]、智能調(diào)溫纖維[7]，其性能表現(xiàn)優(yōu)異，具有很大的市場發(fā)展?jié)摿?。為了對比新型絮料和傳統(tǒng)絮料之間的性能差異，王麗莎等[8]對新型絮料生物絨和傳統(tǒng)絮料羽絨的保暖性和壓縮性進行對比，發(fā)現(xiàn)羽絨在各項性能上均優(yōu)于生物絨。馬施瓊等[9]用模糊排序法對比了羽絨、單孔中空滌綸等5種絮料在保暖性、吸濕性、透氣性能上的差異，結(jié)果表明：在選定賦權(quán)時，絮料綜合舒適性排序依次為蠶絲、羊毛、羽絨、棉纖維、單孔中空滌綸纖維。目前，對于新型絮料與傳統(tǒng)絮料的評價研究，大多集中在對比某單一性能，對絮料整體服用舒適性能研究較少。

本文選用5種新型絮料和4種常用的傳統(tǒng)絮料，通過測試二類絮料的保暖性、蓬松性、壓縮回復(fù)性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性，采用灰色理論中的灰色近優(yōu)綜合評判法計算得出近優(yōu)度，根據(jù)近優(yōu)度評價各個絮料的服用舒適性；再利用灰色關(guān)聯(lián)判斷各指標與近優(yōu)度的關(guān)聯(lián)性，找出影響絮料服用舒適性的主要因素，以期為新型絮料的開發(fā)與應(yīng)用提供理論參考。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

試驗原料為5種新型絮料和4種傳統(tǒng)絮料，均來自山東奧絨服裝公司和恒豐化纖科技公司。

因試樣原料多呈松散絮狀形態(tài)，不能直接在儀器上進行測試，故用春亞紡(面料成分為100 %滌綸，面密度102 g/m2，經(jīng)向密度為228 g/(10 cm)，緯向密度為157 g/(10 cm)，單紗線密度為8.3 tex的2合股紗線)縫制成30 cm×30 cm正方形試驗袋，在試驗袋一側(cè)留8 cm小孔充絮，絮料填充量均為10.8 g。將裝有絮料的試驗袋作為試樣，分別編號為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#。絮料成分及來源見表1。

表1 絮料成分及來源

1.2 測試方法

紡織材料的服用性能包括基本性能與舒適性能。基本性能包括斷裂強度、耐磨性等，舒適性能包括熱傳遞、透水性、織物風(fēng)格等[10]。絮料作為防寒服的中間層材料，其服用舒適性主要包括保暖性、蓬松性、壓縮回復(fù)性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性。

1.2.1 保暖性測試

絮料的保暖性用保溫率、傳熱系數(shù)、克羅值3個指標來判定。根據(jù)標準GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性 穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測定》，選用YG606D型紡織品保暖測試儀(寧波紡織儀器廠)進行測試。

1.2.2 壓縮性測試

絮料的壓縮性能評定指標：壓縮功WC、壓縮回復(fù)率RC和壓縮線性度LC，這3個指標分別代表了絮料的蓬松性、壓縮回復(fù)性和柔軟性。參照FZ/T 01051—1998《紡織材料和紡織制品 壓縮性能》，選用KES-FB3A型壓縮測試儀(日本加多技術(shù)有限公司)對試樣的壓縮性能進行測試。

1.2.3 遠紅外溫升性測試

絮料具有良好的遠紅外輻射溫升性能時，在一定條件下可提升該絮料制成防寒服的保暖性。根據(jù)GB/T 30127—2013《紡織品遠紅外性能的檢測和評價》，選用NF2031紡織品遠紅外輻射溫升測試儀(寧波紡織儀器廠)對9種試樣的遠紅外溫升性能進行測試。將絮料均勻的鋪成厚度30 mm，直徑60 mm的圓柱形絮片，設(shè)定儀器的輻射源功率為150 W，記錄輻照30 s的試樣表面溫度升高值。

1.2.4 透氣性測試

絮料透氣性的優(yōu)劣由透氣率的高低來反映，即氣流垂直通過絮料的速率。透氣率過高，服裝內(nèi)的空氣容易形成對流散熱，從而降低保暖性；透氣率過低，服裝內(nèi)外空氣難以交換，人體易產(chǎn)生悶熱感。根據(jù)標準GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，選用FX 3300 Lab Air型全自動透氣性能測試儀(瑞士TEXTEST AG公司)測試9種試樣的透氣性。

2 結(jié)果與分析

2.1 測試結(jié)果

9種試樣性能測試結(jié)果如表2所示。

表2 絮料性能測試結(jié)果

保暖性：保溫率與克羅值越大、傳熱系數(shù)越小表示絮料的保暖性越好。9種試樣的保暖性依次為 6#>1#>2#>3#>4#>7#>8#>5#>9#。比較可知，由中空聚酯纖維制成的試樣8#在保暖性上優(yōu)于聚酯纖維制成的試樣9#，聚酯纖維加入新型纖維后，絮料的保暖性能會有大幅提升，且試樣1#和試樣2#的保暖性在新型絮料試樣中最優(yōu)，接近試樣6#，試樣3#和試樣4#的保暖性也優(yōu)于試樣7#，在加入相同比例的新型纖維時，保暖性提升最少的是試樣5#。

壓縮性：壓縮功WC數(shù)值越大，絮料越蓬松；壓縮回復(fù)率RC數(shù)值越大，絮料彈性越好；壓縮線性度LC數(shù)值越小，絮料被壓縮至單位厚度所需的壓力越小。分析以上3個指標，9種試樣的WC數(shù)值排序為6#>7#>3#>2#>5#>1#>4#>8#>9#，可以看出試樣6#和試樣7#的蓬松性最好，試樣8#和試樣9#的蓬松性最差，5種新型絮料試樣的蓬松性介于二者之間；9種試樣的RC數(shù)值排序為6#>4#>7#>2#>8#>3#>9#>1#>5#，由此可以看出在壓縮回復(fù)性能上，新型絮料試樣和傳統(tǒng)絮料試樣無較大差異；9種試樣的LC數(shù)值排序為6#>7#>8#>3#>5#>2#>1#>4#>9#?？梢钥闯鲈嚇?#和試樣7#的壓縮線性度最大，5種新型絮料試樣和試樣8#、試樣9#在壓縮線性度上無較大差異，且介于二者之間。

遠紅外溫升性：根據(jù)GB/T 30127—2013《紡織品遠紅外性能的檢測和評價》，疏松類樣品遠紅外發(fā)射率≥0.83，輻射升溫≥1.7 ℃，試樣具有遠紅外性能。由表2可以看出在150 W的輻射源照射30 s后，9種試樣的溫升數(shù)值排序依次為4#>2#>3#>1#>5#=8#>6#>7#>9#?？芍?種新型絮料試樣在30 s輻射溫升遠大于1.7 ℃，優(yōu)于傳統(tǒng)絮料試樣的輻射溫升，在有日照的環(huán)境中可增加防寒服的蓄熱保暖能力。對比5種新型絮料試樣，可以看出試樣2#和試樣4#輻射溫升性能最優(yōu)，試樣1#、3#、5#輻射溫升性能相對較弱。

透氣性：透氣率越大，絮料的透氣性能越好。試樣9種的透氣性依次為9#>5#>8#>2#>4#>1#>3#>6#>7#?？芍嚇?#透氣性能最優(yōu)，其次為試樣5#和試樣8#；在新型絮料試樣中，試樣1#、2#、3#、4#的透氣性無較大差異，且均遠低于試樣5#，由此可以看出加入智能調(diào)溫纖維的絮料試樣在透氣性上優(yōu)于加入其他新型纖維的絮料試樣。

由表2可知，絮料的服用舒適性受多種因素影響，且不同指標反映的性能有所差異，需要進一步的綜合評價確定其優(yōu)劣性。

2.2 灰色近優(yōu)綜合評價

2.2.1 建立灰色近優(yōu)模型

選用灰色近優(yōu)綜合評價法對9種試樣服用舒適性能的優(yōu)劣進行評價。該方法具有樣本需求量小、對分布服從無要求、避免賦權(quán)不同時對判定結(jié)果的干擾、定量分析結(jié)果與定性分析結(jié)果相同等優(yōu)勢[11]，廣泛應(yīng)用于紡織服裝性能評價過程中，計算方法如下：

首先建立灰矩陣模型Rn×m，見式(1)：

(1)

式中：Rn×m是指第m種試樣的第n個質(zhì)量的灰元值[12]。Ai(i=1,2，…，n)為試樣的評價指標，m為測試試樣個數(shù)。

(2)

(3)

單點效果測度換算方式主要有下限效果測度(適用于指標越小越優(yōu)型)、中限效果測度(適用于指標適中型)和上限效果測度(適用于指標越大越優(yōu)型)3種。

下限效果測度換算為：

(4)

中限效果測度換算為：

(5)

式中：μ0為該行中評價指標的均值。

上限效果測度換算為：

(6)

(7)

按照式(7)計算綜合近優(yōu)度，并對其進行排列，綜合近優(yōu)度數(shù)值在0～1之間，且數(shù)值越接近1，表明試樣綜合性能越好。

2.2.2 絮料服用舒適性能的綜合評價

根據(jù)式(7)計算9種試樣的近優(yōu)度，列出近優(yōu)度白化灰元行矩陣：

對9種試樣的近優(yōu)度從大到小進行排序，可知新型絮料試樣和傳統(tǒng)絮料試樣服用舒適性能的優(yōu)劣順序為2#>4#>3#>1#>6#>5#>7#>8#>9#。由此得出咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料服用舒適性能最優(yōu)，聚酯纖維絮料服用舒適性能最差。90%羽絨作為市面上性能較優(yōu)的傳統(tǒng)絮料，在綜合性能排名上低于新型絮料中的吸濕發(fā)熱纖維/聚酯纖維絮料、咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料、Sorona生物基材料/聚酯纖維絮料、芯鞘復(fù)合型纖維/聚酯纖維絮料。

利用灰色關(guān)聯(lián)[14]分析6項測試指標與近優(yōu)度間的關(guān)聯(lián)度，可得到各項測試指標對絮料服用舒適性評價的影響程度。根據(jù)表2測試結(jié)果，絮料性能測試數(shù)據(jù)分別對應(yīng)i(i=1，2，…，6)個指標和j(j=1，2，…，9)個試樣，得到數(shù)據(jù)Ri×j。記絮料試樣綜合近優(yōu)度為母序列，其余為子序列，得到測試指標對近優(yōu)度的關(guān)聯(lián)度數(shù)值，即保暖性(0.806 2)、蓬松性(0.713 8)、壓縮回復(fù)性(0.686 8)、柔軟性(0.700 4)、遠紅外溫升性(0.612 4)、透氣性(0.716 2)。結(jié)果表明：保暖性對絮料服用舒適性能的影響最大，其次是透氣性、蓬松性、柔軟性、壓縮回復(fù)性，遠紅外溫升性對絮料服用舒適性能的影響相對較小。因此企業(yè)在選用服用絮料時，應(yīng)著重考慮絮料的保暖性、透氣性和蓬松性。

3 結(jié)束語

為了客觀合理評價新型絮料與傳統(tǒng)絮料的服用舒適性，測試9種試樣的保暖性、蓬松性、壓縮回復(fù)性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性，運用灰色近優(yōu)和灰色關(guān)聯(lián)得到試樣服用舒適性的綜合評價，結(jié)果如下：

①利用灰色近優(yōu)綜合評價法獲得9種試樣服用舒適性優(yōu)劣依次為：咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料、芯鞘復(fù)合型纖維/聚酯纖維絮料、Sorona生物基材料/聚酯纖維絮料、吸濕發(fā)熱纖維/聚酯纖維絮料、90%羽絨絮料、智能調(diào)溫纖維/聚酯纖維絮料、70%羽絨絮料、中空聚酯纖維絮料、聚酯纖維絮料。由此可以認為，新型絮料的服用舒適性總體優(yōu)于傳統(tǒng)絮料。

②通過灰色關(guān)聯(lián)分析各測試指標對絮料服用舒適性能評價的影響，保暖性對絮料的服用舒適性能影響最大，對近優(yōu)度的關(guān)聯(lián)度數(shù)值為0.806 2，其次為透氣性、蓬松性、柔軟性、壓縮回復(fù)性，遠紅外溫升性對絮料的服用舒適性能影響相對較小，對近優(yōu)度的關(guān)聯(lián)度數(shù)值為0.612 4。