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.煙臺南山學(xué)院 工學(xué)院，山東 煙臺 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種測試方法對所選面料的接觸冷暖感和保暖性能等熱學(xué)性能進(jìn)行測試和評價(jià)。同時(shí)，采用KES織物風(fēng)格儀對織物風(fēng)格進(jìn)行測試，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，由煙臺南山精紡呢絨總廠提供，選用普通羊毛精紡面料作為對照樣。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)性能的測量均在恒溫恒濕條件下進(jìn)行，測試條件：溫度(20±2) ℃，相對濕度65%±2%測得。

1.3 測試儀器

測試儀器有KES系列織物風(fēng)格儀，LGMD-1寢具保溫測試儀。

1.4 測試方法

1.4.1接觸冷暖感測試

采用KES-F7 織物接觸冷暖感測試儀，測試原理是將待測織物放在恒溫恒濕環(huán)境中調(diào)濕后，放在恒溫冷板(20 ℃)上，將測試熱板(30 ℃)放到織物上，測試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保溫性能測試

在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，按照英國標(biāo)準(zhǔn) BS5335-2∶2006《Continental quilts-Part 2: Determination of thermal resistance for quilts filled with feather and/or down》進(jìn)行保溫性能測試，采用織物克羅值(clo)表征織物的保暖性能。測試時(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，測試30 min內(nèi)試樣的平均熱阻。LGMD-1保溫測試儀測試原理圖見圖1。

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

1.4.3風(fēng)格測試

分別采用KES-FB2織物純彎測試儀、KES-FB1織物拉伸、剪切測試儀、KES-FB4表面性能測試儀、KES-G5織物壓縮測試儀測量面料在低負(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)國家意志和國家需要，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、評價(jià)改革等，也期待高中課改能夠解放校長，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)捻紗對面料表面的滑爽度和豐滿度會產(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。可以看出，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，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)，對體表的刺激在大腦皮層中形成的一種相對主觀判斷[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，皮膚溫度會高于面料溫度，遵從熱量從高到低流動的原則，會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，等到表面溫度相對穩(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。可以看出，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較強(qiáng)。因此，試樣2與人體皮膚接觸瞬間會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，表明其冷感相對較強(qiáng)。試樣1～3的Qmax值相對較大，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。可以看出，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)格儀對新型羊毛精紡面料的風(fēng)格進(jìn)行測試分析,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 織物接觸冷暖感測試儀和自制寢具保溫測試儀來測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。