織物含水率對其濕摩擦性的影響

程浩南

江西省現代服裝工程技術研究中心(中國)

?

織物含水率對其濕摩擦性的影響

程浩南

江西省現代服裝工程技術研究中心(中國)

織物的摩擦性能在一定程度上可以間接地反映其刺癢感和濕黏感。選用4種不同規格的聚酯/棉/麻混紡織物，利用FTT織物觸感儀對織物進行動摩擦性能測試，通過調節織物含水率，模擬不同的濕度環境，研究織物在被汗液或雨水浸濕后表面動摩擦因數的變化。結果顯示：織物含水率較小時，織物的動摩擦因數隨著織物含水率的增加而呈現先增大后減小的趨勢，織物刺癢感和濕黏感先增強后減弱；織物經、緯向摩擦性能由于織物密度不同而有所差異；當紗線中聚酯含量一定時，不同混紡比的聚酯/棉/麻織物摩擦性能的差異和規律并不明顯。

含水率；動摩擦因數；刺癢感；濕黏感

服裝面料摩擦性能在一定程度上可以間接地反映其刺癢感和濕黏感，直接影響服裝面料穿著時的舒適性[1-3]。尤其是高溫高濕環境下，隨著人體的不斷運動，汗液會明顯增加，如果人體產生的汗汽和汗液不能通過織物順利地進行有效傳遞，就會導致服裝面料與人體皮膚間微氣候中濕度增大[4]，且隨著人體皮膚與服裝面料之間接觸面積的不斷增加，汗液將逐漸充滿織物，導致纖維和紗線間空隙處空氣明顯減少，不僅人體會感覺更加悶熱[5]，而且皮膚與服裝的粘貼還會產生一定的刺癢感，加劇人體的不舒適感覺[6-7]。

本文選用聚酯/棉/麻混紡織物為試驗原料，通過調節試驗過程中織物的含水率，模擬不同濕度環境，研究織物在被汗液或雨水浸濕后，織物與人體皮膚接觸產生的刺癢感的變化。為進一步系統研究織物的舒適性提供一些理論參考。

1 試驗

1.1 材料

選用聚酯/棉/麻混紡纖維織物為試驗材料。聚酯/棉/麻混紡織物迎合了舒適性新產品的開發趨勢，它能有效利用棉的吸濕、柔軟，聚酯的挺括、抗皺，麻的涼爽觸感、放濕速率高及抗菌等性能，是一種吸濕快干、涼爽舒適的夏季面料。試樣所用纖維的規格及性能如表1所示，采用賽絡紡紡制4種

不同混紡比的紗線并織制織物，織物組織均為平紋。紗線與織物的具體規格參數如表2和表3所示。

表1 纖維的規格及性能

表2 紗線規格參數

注： T——聚酯短纖維； C——棉纖維； J——麻纖維。

表3 織物試樣的規格參數

1.2 測試儀器與方法

采用FTT織物觸感儀(SDL ATLAS公司與香港理工大學研制)(圖1)[8]，利用織物在微變形下的力學指標對織物接觸舒適性進行表征和對比。

試樣為31 cm長、31 cm高的L形樣品，寬11 cm(圖2)。為避免織物織造不勻引起的誤差，每種織物取3塊試樣，測試數據取平均值。將織物試樣放置在20 ℃、相對濕度為65%的標準環境下預處理24 h后，采用烘箱法干燥織物，根據聚酯、棉、麻3種原料的特性，烘箱溫度設置為105 ℃，加熱90 min后，進行第一次干燥后稱量，記錄數據后繼續烘燥，每隔10 min稱量一次，直至前后兩次試樣質量差在0.05%以內，即實現了完全干燥。然后將完全干燥的試樣浸入去離子水中，待完全吸濕后，用夾子夾起，懸掛于20 ℃、相對濕度為65%的標準環境中，至不滴水時，進行一次稱量，計算試樣的含水率，然后根據實

圖1 FTT織物觸感儀

圖2 試樣規格

際狀態，每隔一段時間進行一次測量，待織物達到所需含水率后，裝入密封袋，以免水分繼續散失，最后利用FTT織物觸感儀進行快速試驗。整個測試過程在(20±0.5) ℃、相對溫度(65±4)%的環境中進行。FTT織物觸感儀下測試板初始溫度為20 ℃，上測試板溫度始終保持比下測試板高10 ℃。

2 結果與分析

由圖3所示的織物摩擦力隨測試移動距離(即測試儀器的探頭在面料上移動的距離)的變化曲線可見：織物的經、緯向摩擦力并沒有完全重合。開始階段，由

于毛羽的存在，壓頭并沒有真正接觸織物，摩擦力較小；隨著測試板逐漸接近織物，壓力增大，摩擦力增大，當壓力達到一定值后，摩擦力穩定，即為織物的實際摩擦力；壓頭收回后，摩擦力下降。由于測試中壓力不斷變化，摩擦力受壓力影響較大，而摩擦因數則不然，它能更好地反映和對比織物的摩擦性能。

圖3 織物摩擦力隨測試移動距離變化的曲線

2.1 試驗結果

在不同含水率的情況下，測試不同織物試樣的動摩擦因數，結果如表4所示。

表4 織物試樣不同含水率時的動摩擦因數

注： 表中測試數據均為5次測試的平均值。

2.2 分析

將表4的測試數據轉化為各織物試樣摩擦因數隨含水率的變化曲線(圖4)，可見：4種織物經、緯向的動摩擦因數整體都隨含水率的增加呈先增加后減小的趨勢，但也存在不同程度的差異，試樣的經向動摩擦因數在含水率為20%時達到峰值，然后下降；緯向動摩擦因數則在含水率為10%時達到最大值，之后再逐漸減小。這是因為織物含水率較低時，纖維吸濕后發生膨脹，水分子不斷進入纖維與纖維之間，導致紗線直徑變大，屈曲波高增大，與此同時，織物緊度也不斷增大，手感變硬，當含水率較小的織物表面與測試板相對滑動產生摩擦時，織物中的纖維集合體或紗線由于較柔軟蓬松，更容易避讓，因此動摩擦因數小。隨著試驗過程中不斷提高織物的含水率，織物變得更加緊密，更為僵硬，動摩擦因數變大。當織物的含水率繼續增加到一定程度后，織物內部空隙已被水分子完全占據，織物吸濕后過剩的水分子只能吸附在織物表面，形成一層水膜，水膜使織物在摩擦過程中容易發生水滑，且過剩的水分子越多，織物表面的水滑現象越明顯，織物表面越光滑，動摩擦因數越小。所以在織物動摩擦因數達最大值后，隨著織物含水率的繼續增加，動摩擦因數出現減小的現象，且隨著試驗過程中織物含水率的不斷增大，紗線表面的毛羽也更貼伏在紗線表面，在一定程度上也會降低動摩擦因數，可在一定程度上使織物所產生的刺癢感有所下降，濕黏感也會因動摩擦因數減小而有所緩解。

(a) 經向

(b) 緯向

同種織物的經、緯向動摩擦因數存在差異，織物經向動摩擦因數整體大于緯向動摩擦因數，這主要是由于織物經、緯向密度不同，經向密度較大，織物表面產生的屈曲點較多，測試過程中織物表面與測試板的接觸點較多，因而動摩擦因數相對較大。

織物中纖維的混紡比不同時，動摩擦因數的測試值也有差異，但并不明顯。這是因為麻纖維和棉纖維與鋼質材料的動摩擦因數接近，且比聚酯纖維的動摩擦因數大很多。本試驗所選用的4種織物試樣的聚酯含量(質量分數60%)相同，所不同的只是棉纖維及麻纖維的混紡比。因此，4種織物的動摩擦因數沒有太大差異。

3 結語

——織物的含水率較小時，織物的動摩擦因數在一定范圍內會隨織物含水率的增加而增加，織物刺癢感和濕黏感增強。

——當織物的含水率增加到一定數值后，其動摩擦因數隨含水率的繼續增大而出現下降，這是因為織物吸濕過剩的水在織物表面形成水膜，增加了織物表面的光滑程度，同時也會造成紗線毛羽被覆程度提高，刺癢感有所下降，濕黏感因動摩擦因數的減小也有所緩解。

——織物經、緯向摩擦性能由于織物密度不同而有所差異。當紗線中聚酯含量一定時，對于不同混紡比的聚酯/棉/麻織物，隨著織物含水率的變化，其動摩擦動因數并沒有明顯差異。

[1] 王革輝，張渭源．夏季服裝面料的舒適性研究[J].東華大學學報(自然科學版)，2001，27(1)：74-77．

[2] 李俊，王曉瓊，張雪峰．服裝接觸舒適性與其織物手感的相關性研究[J]．青島大學學報，2006，21(3)：65-70．

[3] 張元．夏季織物粘體感與織物基本性能的關系研究[J]．四川絲綢，2008，29(4)：7-11．

[4] 張昭華，王云儀，李俊．衣下空氣層厚度對著裝人體熱傳遞的影響[J]．紡織學報，2010，31(12)：103-107．

[5] 薛廣洲．人體的出汗與針織服裝的液態濕舒適性能[J]．針織工業，2002，23(4)：122-123．

[6] 李億光，襄曄．織物接觸舒適性的影響因素[J]．上海紡織科技，2013，41(12)：8-10．

[7] 王革輝，嚴靜雅．非標準條件下夏季服裝面料的透濕性能研究[J]．浙江紡織服裝職業技術學院學報，2015，13(1)：4-8．

[8] 張紅梅.滌棉麻混紡纖維織物的舒適性研究[D]．西安：西安工程大學，2015．

Effect of moisture content of fabrics on wet frictional

ChengHaonan

JiangxiProvincialModernResearchCenterofClothingEngineeringTechnology，Nanchang/China

Fabric friction properties can indirectly reflect the sticky and wet prickle feeling. The four different specifications of polyester/cotton/linen blend fabrics were selected as experimental samples, whose dynamic friction performance was test by FTT fabric tactile instrument. And by continuously adjusting the moisture regain to simulate different humidity environment, the variation of fabric surface dynamic friction coefficient was researched after its being soaked in rainwater or sweat. The results showed that when the moisture regain of the fabric was small, dynamic friction coefficient of the fabric increased first and then decreased with the increase in the moisture regain of the fabric, and the prickle and wet sticky feeling of the fabric would enhance first and then decrease. Warp and weft fabric friction properties varied due to the different densities. When there was certain polyester contentin in yarn, polyester/cotton/linen fabric friction and differences between the laws of different blending ratio were not obvious.

moisture content; dynamic friction coefficients; prickle; wet sticky feeling