機織物接觸涼感性能影響因素的測試與分析

文/李敏

隨著科技的發(fā)展，人們不斷追求高品質(zhì)生活，尤其是對于服用紡織品而言，不再是僅要求其的遮體功能，舒適性也是需求之一?？椢锏臒崾孢m性是服裝面料重要的性能指標之一，尤其是在炎炎夏日，具有接觸涼感的紡織產(chǎn)品可以給人帶來涼爽的感覺，所以越來越受到消費者的青睞。

織物接觸涼感性能的主要影響因素分為織物自身和外界環(huán)境兩方面。其中織物自身主要是纖維組分、纖維表面結(jié)構(gòu)和織物組織結(jié)構(gòu)等[1-3]，外界環(huán)境包括環(huán)境的溫度、濕度和風速對織物的接觸涼感系數(shù)都有一定影響，當外界溫度高、濕度低、風速大時，織物表面的水分蒸發(fā)速度會加快，從而加快熱量傳導(dǎo)，產(chǎn)生涼爽感。本文重點研究機織物接觸涼感性能的顯著影響因素，通過單因素變化而其他因素較小變化的原則，對比分析得出機織物的纖維種類及其規(guī)格參數(shù)對接觸涼感性能的影響規(guī)律。為生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計夏季涼爽織物和消費者選擇夏季服裝提供相關(guān)參考。

1 試驗部分

1.1 儀器與材料

儀器：NF3031型紡織品接觸瞬間涼感測試儀（寧波紡織儀器廠）；Y511B 型密度分析鏡（常州紡織儀器廠）；YG141型厚度儀（常州第二紡織機械廠）；BS110S型電子天平（北京賽多利斯科學儀器有限公司）。

材料：選取了20種送檢的適合夏季穿著的機織類服裝面料。其中部分面料標稱有接觸涼感性能，為了對比不同規(guī)格面料的涼感性能，也選取了一些常規(guī)的夏季服裝的面料。

1.2 測試

1.2.1 克重測試

按照標準GB/T 4669—2008《紡織品 機織物 單位長度質(zhì)量和單位面積質(zhì)量的測定》[4]，取具有代表性的有效織物試樣，使用切割器切割面積為100cm2的圓形試樣，稱量試樣的質(zhì)量。

1.2.2 厚度測試

按照標準GB/T 3820—1997《紡織品和紡織品厚度的測定》[5]，選取適當壓腳，提升壓腳，將織物攤平在厚度儀參考板上，啟動儀器，待讀數(shù)時可得到與參考板的距離，即該織物的厚度，織物厚度單位為mm。更換測試部位，重復(fù)5次試驗，求得平均值。

1.2.3 密度測試

按照標準GB/T 4668—1995《機織物密度的測定》[6]，將機織物攤平在工作臺上，使用織物密度鏡，測量機織物2cm長度上的織物經(jīng)向的緯紗根數(shù)和緯向的經(jīng)紗根數(shù)。數(shù)據(jù)處理時，將數(shù)值換算成長度為10cm的經(jīng)密和緯密。

1.2.4 接觸瞬間涼感測試

按照GB/T 35263—2017《紡織品 接觸瞬間涼感性能的檢測和評價》[7]標準規(guī)定，每個樣品裁取5塊試樣，每塊試樣的尺寸至少為10cm×10cm。設(shè)置載樣臺溫度為20℃，設(shè)置熱檢測板的溫度35℃，待熱檢測板的溫度達到設(shè)置溫度并保持穩(wěn)定后，將熱檢測板迅速并垂直放置于試樣上，使熱檢測板表面與織物接觸。記錄接觸涼感系數(shù)Qmax單位為W/cm2。試驗數(shù)據(jù)Qmax為5次測量的數(shù)據(jù)均值，以減小試驗誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 測試結(jié)果

對18種織物進行測試，其規(guī)格參數(shù)和接觸涼感值結(jié)果見表1。

表1 機織物試樣的規(guī)格參數(shù)及接觸涼感值

由表1可知，選取的機織物克重的值域為26g/m2～201g/m2，均值為111g/m2。極差為175g/m2，大部分機織物克重集中在122g/m2～140g/m2。厚度的值域為0.03mm～0.43mm，均值為0.24mm。極差為0.4mm，其中錦綸織物的厚度偏薄，屬于超薄織物。經(jīng)密值域為230根/10cm～860根/10cm，均值為519根/10cm。大部分機織物經(jīng)密集中在510根/10cm～590根/10cm。緯密值域為200根/10cm ～810根/10cm，均值為368根/10cm，大部分機織物緯密主要集中在300根/10cm ～370根/10cm。其中錦綸織物經(jīng)緯密偏大，屬于高密織物。因此錦綸織物是高密超薄型織物。

2.2 結(jié)果分析

2.2.1 不同纖維種類的接觸涼感性能

從表1中選取1#～4#面料為比較對象，不難發(fā)現(xiàn)，此4種面料是纖維的成分不同，組織結(jié)構(gòu)相同，克重、厚度和密度大致相同。此組機織物的組織結(jié)構(gòu)為平紋，克重為（126±4）g/cm2，厚度為（0.46±0.01）mm，經(jīng)密為（555±25）根/10cm，緯密為（290±30）根/10cm。棉、粘膠和滌綸的接觸涼感系數(shù)均小于0.200W/cm2。相同測試條件下，錦綸的接觸涼感系數(shù)最高，值為0.262（W/cm2）。根據(jù)GB/T 35263—2017標準的評價指標，當△T=15℃時，樣品的接觸涼感系數(shù)大于0.15W/cm2，說明樣品具有接觸瞬間涼感性能。因此該組的4類織物都具有接觸涼感性能。其中錦綸織物的接觸涼感性能最佳。

根據(jù)圖1的曲線變化趨勢，可得棉、粘膠、滌綸和錦綸的接觸涼感系數(shù)由大到小的排序為錦綸＞滌綸＞粘膠＞棉。

圖1 棉、粘膠、滌綸和錦綸的接觸涼感性能

從表1中選取5#～8#面料為比較對象，此4種面料是纖維成分不同，組織結(jié)構(gòu)相同，克重、厚度和密度大致相同。選取的機織物組織結(jié)構(gòu)為平紋，克重為（76±4）g/cm2，厚度為（0.2±0.05）mm，經(jīng)密為（510±30）根/10cm，緯密為（360±10）根/10cm。

根據(jù)圖2的測試曲線變化趨勢，可得滌綸、蠶絲、銅氨和錦綸的接觸涼感系數(shù)由大到小的排序為錦綸＞銅氨＞蠶絲＞滌綸。

圖2 滌綸、蠶絲、銅氨和錦綸的涼感性能

表2為一組對比試驗?？椢锏某煞址謩e為粘/亞麻和粘/滌綸，其中混紡比相同，其他因素較小變化。由于試驗面料品類的有限，沒有與亞麻面料組織結(jié)構(gòu)相同且克重、厚度、密度大致相同的其他成分的面料，因此無法比較亞麻和其他纖維種類的織物的接觸涼感性能。根據(jù)表2中兩種面料的接觸涼感系數(shù)，可知混紡織物粘/亞麻的涼感性能小于粘/滌綸，由此可推出亞麻織物的涼感性能大于滌綸織物。

表2 亞麻和滌綸的接觸涼感系數(shù)

根據(jù)圖1 、圖2和表2結(jié)果對比分析可得：纖維的涼感性能由大到小排序為錦綸＞銅氨＞蠶絲＞滌綸＞粘膠＞棉，亞麻的涼感性能優(yōu)于滌綸織物，且錦綸、銅氨和蠶絲織物涼感性能較為優(yōu)異。

根據(jù)表1對20種織物的接觸涼感的測試結(jié)果，錦綸織物的接觸涼感系值域為0.231W/cm2～0.351W/cm2，極差為0.120W/cm2，均值為0.220W/cm2。粘膠織物的接觸涼感系值域為0.135W/cm2～0.257W/cm2，極差為0.122W/cm2，均值為0.202W/cm2。根據(jù)GB/T 35762—2017標準中對織物接觸涼感性能的評價，錦綸和粘膠織物具有接觸涼感性能。

2.2.2 組織結(jié)構(gòu)對織物接觸涼感性能的影響

表3對比了平紋與2/1左斜紋織物的接觸涼感值。其中13#與14#兩組面料，織物組織不同，克重、厚度和密度大致相同。15#和16#兩組面料亦如此。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，平紋的接觸涼感性能弱于經(jīng)面斜紋的接觸涼感性能。

表3 平紋和斜紋織物樣品信息與接觸涼感值

由于面料的內(nèi)部包含纖維、空氣和水分三者混合物，織物組織結(jié)構(gòu)決定了三者的分布區(qū)域和比例，從而影響織物的接觸涼感。靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)比纖維和水的小，所以織物中空氣含量越多，其導(dǎo)熱性越差，反之則面料的向外傳遞熱量的能力越強，涼感會越明顯[8]。此外，織物的組織結(jié)構(gòu)決定著織物與皮膚的接觸面積，織物與皮膚接觸的面積越多則涼感效果越好。由于平紋組織與經(jīng)面斜紋組織的孔隙大小不同，經(jīng)面斜紋與皮膚的接觸面積大于平紋，所以經(jīng)面斜紋接觸涼感性能優(yōu)于平紋。

2.2.3 織物克重、厚度及密度與接觸涼感性能的相關(guān)性分析

根據(jù)表1的織物基本信息與接觸涼感系數(shù)，通過Microsoft Excel電子軟件中的correl 函數(shù)求得織物各個基本參數(shù)與其接觸涼感的相關(guān)系數(shù)，從而制得表4。

表4 織物的克重、厚度及密度與Qmax的相關(guān)系數(shù)

由表4的結(jié)果可知，對于機織物而言，織物的接觸涼感系數(shù)與厚度呈顯著負相關(guān)性，與克重的負相關(guān)性次之?？椢锏慕佑|涼感系數(shù)與經(jīng)密和緯密均呈正相關(guān)性。從相關(guān)系數(shù)可知，緯密與厚度對機織物的接觸涼感系數(shù)影響更為明顯。因此，對于夏季面料而言，適當減小厚度、增加織物密度有助于提高織物的接觸涼感性能，因此可以選擇緯密較大的輕薄型機織物進行研發(fā)與生產(chǎn)。

3 結(jié)論和建議

所選取的7種纖維種類中，纖維的涼感性能由大到小排序為錦綸＞銅氨＞蠶絲＞滌綸＞粘膠＞棉，亞麻的涼感性能優(yōu)于滌綸織物，且錦綸、銅氨和蠶絲織物涼感性能較為優(yōu)異。

當其他因素一致時，機織物的兩種組織結(jié)構(gòu)中，經(jīng)面斜紋的接觸涼感性能優(yōu)于平紋的組織結(jié)構(gòu)。厚度對于織物的接觸涼感的影響都是負相關(guān)，且與其他影響因素相比，厚度的影響最為顯著。因此對于織物而言，厚度是織物接觸涼感的主要影響因素，在研發(fā)涼感面料時，可以選擇輕薄型的機織物為主。