萊賽爾面料的舒適性評(píng)價(jià)分析

張慧丹 余 琴

（1.江蘇大生集團(tuán)有限公司，江蘇南通，226002；2.安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽合肥，230011）

第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)0 歲至14 歲人口約為25 338 萬(wàn)人，占總?cè)丝诒戎氐?7.95%，與2010 年相比所占總?cè)丝诒戎厣仙?.35 個(gè)百分點(diǎn)。我國(guó)少年兒童占總?cè)丝诒戎鼗厣?，兒童服裝消費(fèi)將成為推動(dòng)我國(guó)紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ?。然而相?duì)于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)童裝行業(yè)起步較晚，缺乏專(zhuān)業(yè)、系統(tǒng)的兒童服裝相關(guān)研究，在童裝設(shè)計(jì)、面料選擇等方面缺乏科學(xué)性指導(dǎo)［1］。

不同于成年人，兒童皮膚更加細(xì)膩敏感，且新陳代謝旺盛，好動(dòng)易出汗，因此童裝面料對(duì)舒適性特別是接觸舒適性和熱濕舒適性的要求較高，傳統(tǒng)的滌綸、棉纖維已經(jīng)不能滿足要求。萊賽爾纖維綠色環(huán)保，不但具有天然纖維的吸濕透氣性能，還具有合成纖維的高強(qiáng)度和剛性，由其紡紗編織而成的織物滑爽、透氣，在兒童貼身面料應(yīng)用方面具有優(yōu)勢(shì)。然而纖維的性能指標(biāo)并不能充分反映其面料的舒適性，面料的舒適性需要進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。

接觸舒適性是指人體皮膚接觸織物時(shí)，表皮層下的觸覺(jué)神經(jīng)末梢受到的刺激能被人體所接受。人體皮膚接觸織物的瞬間最先產(chǎn)生冷暖感，因此瞬時(shí)接觸冷暖感是人體對(duì)織物的重要主觀感受［2］。此外，面料的軟硬滑爽程度也在很大程度上影響著整體的著裝舒適度。瞬時(shí)接觸冷暖感可通過(guò)KES-F7 THERMO LABO Ⅱ型接觸冷暖感測(cè)試儀評(píng)價(jià)，面料的滑爽度一般通過(guò)KES-SE 型摩擦感測(cè)試儀客觀量化。熱濕舒適性是指人體自身產(chǎn)生的熱量、水分與周?chē)h(huán)境中的熱量、水分之間達(dá)到平衡時(shí)，人體所感到的不冷不熱、不悶不濕的舒適滿意的服裝性能。熱舒適性物理指標(biāo)包括保暖率、熱傳導(dǎo)率、熱阻值等，濕舒適性物理指標(biāo)包括芯吸率、保水率、干燥速率等水分管理性能［3］。

本研究對(duì)棉、滌綸、萊賽爾3 種面料進(jìn)行舒適性評(píng)價(jià)，測(cè)試了瞬時(shí)接觸冷暖感、接觸摩擦感、水分管理性能、保溫性等舒適性關(guān)鍵參數(shù)，分析萊賽爾面料應(yīng)用于兒童貼身服裝的優(yōu)勢(shì)，為客觀綜合評(píng)價(jià)其舒適性提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

3 種面料均為規(guī)格相近的單面緯平針織物。其中，棉質(zhì)面料采用C 14.5 tex 紗，單位面積質(zhì)量137 g/m2；滌綸面料采用T 11.1 tex DTY 長(zhǎng)絲，單位面積質(zhì)量129 g/m2；萊賽爾面料采用萊賽爾14.5 tex 紗，單位面積質(zhì)量135 g/m2。

面料經(jīng)精煉定形烘干，所有測(cè)試均在溫度（20±2）℃、相對(duì)濕度（65±4）%的標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下進(jìn)行。其中，對(duì)滌綸面料進(jìn)行常規(guī)親水加工。

1.2 表征與測(cè)試

1.2.1 接觸舒適性

瞬時(shí)接觸冷暖感。參照GB/T 35263—2017《紡織品 接觸瞬間涼感性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》，采用KES-F7 THERMO LABO Ⅱ型接觸冷暖感測(cè)試儀對(duì)織物瞬時(shí)接觸冷暖感進(jìn)行測(cè)試。 剪取5 塊15 cm×15 cm 的試樣，靜置2 h。開(kāi)啟設(shè)備電源預(yù)熱，設(shè)定熱板溫度（40±0.1）℃、冷板溫度25 ℃，即溫差ΔT為15 ℃。當(dāng)冷板達(dá)到25 ℃后，將樣品平放于冷板上，當(dāng)熱板溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)快速將熱板垂直置于樣品表面，記錄試樣的瞬態(tài)最大熱流量qmax值，單位為W/cm2。結(jié)果取5 次測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值。

接觸摩擦感。 采用KES-SE 型摩擦感測(cè)試儀，測(cè)試織物表面的滑爽度。 剪取3 塊8 cm×8 cm 的試樣，靜置2 h。分別測(cè)試樣品經(jīng)向和緯向，記錄平均動(dòng)摩擦因數(shù)MIU及摩擦因數(shù)平均偏差MMD數(shù)值，結(jié)果取3 次測(cè)試平均值。

1.2.2 熱濕舒適性

水分管理性能測(cè)試垂直芯吸高度、帶液率和干燥速率。

垂直芯吸高度。垂直芯吸法可以表現(xiàn)織物吸汗能力及擴(kuò)散能力，測(cè)試參照FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》。采用YG（B）871型毛細(xì)管效應(yīng)儀測(cè)定，記錄30 min 后水在織物條上的爬升高度，單位mm。

帶液率。帶液率可以衡量織物的吸水能力，測(cè)試時(shí)被測(cè)織物試樣在60 ℃烘箱中放置12 h 后稱(chēng)取質(zhì)量M0，隨后將織物試樣在蒸餾水中浸泡3 h，取出后脫水2 min 稱(chēng)取質(zhì)量M1，最后計(jì)算帶液率I。其中，I=（M1-M0）/M0×100%。

干燥速率。將測(cè)定過(guò)帶液率的織物試樣在37 ℃的烘箱內(nèi)烘5 min，稱(chēng)取質(zhì)量M2，計(jì)算干燥速率V干燥。 其中，V干燥=（M1-M2）/（M1-M0）×100%。

保溫性能的測(cè)試。保溫率是指標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，無(wú)試樣時(shí)熱源的散熱量W0和有試樣時(shí)的散熱量W1之差ΔW，與無(wú)試樣時(shí)的散熱量W0之比的百分率，即保溫率=（W0-W1）/W0×100%。 采用KES-F7 THERMO LABO Ⅱ型接觸冷暖感測(cè)試儀，結(jié)合風(fēng)洞進(jìn)行織物的保溫性能測(cè)試。剪取5塊15 cm×15 cm 的試樣，靜置2 h。隨后開(kāi)啟設(shè)備電源預(yù)熱，將熱板溫度設(shè)定為（30±0.1）℃，即熱板與室溫溫差ΔT為10 ℃。隨后將樣品放置在熱板上與空氣接觸，并以固定風(fēng)速對(duì)樣品表面吹風(fēng)1 min，設(shè)備記錄散熱量W1，計(jì)算保溫率，結(jié)果取5 次測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 接觸舒適性

2.1.1 瞬時(shí)接觸冷暖感

試驗(yàn)通過(guò)加熱板接觸樣品表面，模擬人體皮膚接觸織物的過(guò)程。由于存在溫差，該接觸過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱傳遞，熱傳遞的峰值即瞬態(tài)最大熱流量qmax為冷暖感的衡量尺度，數(shù)值越大，表明冷感性能越好，數(shù)值越小表明暖感性能越好［4］。 棉、滌綸、萊賽爾3 種面料的瞬態(tài)最大熱流量qmax分別為0.180 W/cm2、0.184 W/cm2及0.237 W/cm2。

可以看出，溫差在15 ℃時(shí)棉與滌綸兩種面料的瞬態(tài)最大熱流量qmax大致相當(dāng)，而萊賽爾面料則是兩者的1.3 倍左右，導(dǎo)熱能力優(yōu)異，瞬時(shí)接觸冷感指標(biāo)更為突出。這是由于萊賽爾纖維核心具有納米通道，有利于吸收環(huán)境中的水分［5］。萊賽爾的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使其吸收和傳播水分較快，并且纖維橫截面為圓形，水分能均勻地分布在整個(gè)纖維橫截面內(nèi)，水分在熱傳遞過(guò)程中發(fā)揮了導(dǎo)熱介質(zhì)的作用，因而表現(xiàn)出優(yōu)異的接觸冷感效果。

2.1.2 摩擦感

MIU用以表現(xiàn)試樣的滑爽度，數(shù)值越小，表明織物表面越光滑。MMD用以表現(xiàn)試樣的勻整性，數(shù)值越小，表明織物表面越平整。各試驗(yàn)樣品的經(jīng)向和緯向摩擦感測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各試驗(yàn)樣品的摩擦感測(cè)試結(jié)果

從表1 可以看出，萊賽爾面料經(jīng)向和緯向平均動(dòng)摩擦因數(shù)均較低，表明萊賽爾面料具有更為滑爽的表面特性，且摩擦因數(shù)平均偏差結(jié)果顯示，這種特性在面料上表現(xiàn)得更為均勻穩(wěn)定。這一方面得益于材料本身，與滌綸相比萊賽爾纖維具有較低的摩擦因數(shù)，與棉相比萊賽爾纖維截面更為圓整，纖維縱向表面具有更為光滑的結(jié)構(gòu)，故而面料具有更滑爽的特點(diǎn)。另外，與棉相比，萊賽爾的聚合度與結(jié)晶度較低，晶型結(jié)構(gòu)為纖維素Ⅱ型結(jié)構(gòu)，這賦予了其更好的柔性。此外，萊賽爾纖維具有較高的取向度，使其具有較好的質(zhì)地垂順性［6］。萊賽爾面料以上出眾的特性表明其更適合兒童貼身穿著。

2.2 熱濕舒適性

2.2.1 水分管理性能

對(duì)于服用紡織品而言，水分管理性能已經(jīng)成為判定穿著舒適性的基本指標(biāo)之一。具有良好水分傳輸性能的纖維或面料，可通過(guò)纖維對(duì)水分的吸附將汗液從皮膚表面迅速剝離［7］。如果在熱環(huán)境中，皮膚表面汗液不能及時(shí)通過(guò)織物吸收、傳遞，皮膚表面的相對(duì)濕度會(huì)有上升趨勢(shì)，這種相對(duì)濕度的增加阻礙了汗液的蒸發(fā)，繼而使人體感到悶熱黏膩［8］。因此，研究紡織品內(nèi)水分管理性能顯得尤為重要。3 種面料的水分管理性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 各試驗(yàn)樣品的水分管理性能測(cè)試結(jié)果

由于對(duì)滌綸面料進(jìn)行了常規(guī)親水性整理，所以在30 min 內(nèi)滌綸面料的垂直芯吸高度最大，這里不做過(guò)多討論。值得注意的是，萊賽爾試樣的垂直芯吸高度遠(yuǎn)高于棉試樣。這是由于萊賽爾纖維具有獨(dú)特的原纖化特性［9］，主要表現(xiàn)為濕態(tài)下纖維可以沿縱向微細(xì)纖維之間形成亞微觀通道。這種結(jié)構(gòu)特征使其吸收和傳播水分很快，并且水分能均勻地分布在整個(gè)纖維橫截面內(nèi)［10］，因此其帶液率也是最高的。

此外，萊賽爾試樣的干燥速率最慢，這是由于萊賽爾纖維大分子上富含大量的親水性基團(tuán)，其容易與水分子以氫鍵的形式結(jié)合［11］。同時(shí)，纖維成形時(shí)會(huì)形成些許孔隙缺陷，便于大量的水分子進(jìn)入萊賽爾纖維的無(wú)定形區(qū)，從而導(dǎo)致纖維中無(wú)定形區(qū)的大分子間距增大，使纖維吸濕膨脹，最終導(dǎo)致纖維間的毛細(xì)芯吸管道變小，織物內(nèi)部的孔隙減小，面料導(dǎo)濕能力降低，干燥速率變慢。

2.2.2 保溫性能

熱源臺(tái)在無(wú)試樣時(shí)的散熱量W0為1.14 W。測(cè)試的熱源臺(tái)覆蓋棉、滌綸、萊賽爾3 種面料的散熱量W1依次為0.943 W、0.996 W 和0.915 W，計(jì)算3 種面料的保溫率依次為17.28%、12.63%和19.73%。在“人體-服裝-環(huán)境”系統(tǒng)中，當(dāng)人體表面溫度高于周邊環(huán)境溫度時(shí)會(huì)發(fā)生熱傳遞，熱量由人體皮膚通過(guò)服裝傳遞到織物外表面。在服裝的外表面，通過(guò)對(duì)流與輻射兩種方式與周?chē)h(huán)境進(jìn)行熱量交換。由保溫率數(shù)據(jù)可見(jiàn)，在溫差ΔT為10 ℃的狀態(tài)下，萊賽爾試樣的保溫率最高。這是由于纖維的特性直接影響織物內(nèi)表面的溫度，萊賽爾試樣為親水性纖維織物，在其內(nèi)表面水汽壓力集聚較慢，且萊賽爾纖維鎖水能力強(qiáng)，水分難以通過(guò)蒸發(fā)帶走熱量［12］，因此在標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下試樣保溫率較好。結(jié)合水分管理性能數(shù)據(jù)可知，萊賽爾纖維是快速吸收、慢速干燥型材料，吸濕性能優(yōu)異，導(dǎo)濕排汗能力較差，保溫性能較好，因此可適用于低溫且空氣對(duì)流少的環(huán)境。

3 結(jié)論

通過(guò)測(cè)試棉、滌綸、萊賽爾3 種單面緯平針面料的相關(guān)性能，得出以下結(jié)論：萊賽爾試樣的瞬態(tài)最大熱流量qmax最大，面料具有優(yōu)異的接觸冷感；萊賽爾試樣的各向滑爽感都優(yōu)于棉和滌綸試樣，垂順親膚，適合兒童貼身穿著；萊賽爾試樣的吸水鎖水能力優(yōu)異，放濕能力稍弱，干燥速率較慢，屬于快速吸收、慢速干燥型的纖維材料；萊賽爾試樣的保溫率最高，熱量散失最少。綜上所述，萊賽爾面料對(duì)于兒童而言，適用于高溫低濕或低溫且空氣對(duì)流少的環(huán)境下貼身穿著，在上述環(huán)境下接觸舒適性和熱濕舒適性更具優(yōu)勢(shì)。