機織物接觸涼感性能影響因素的測試與分析

文/李敏

隨著科技的發展，人們不斷追求高品質生活，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境兩方面。其中織物自身主要是纖維組分、纖維表面結構和織物組織結構等[1-3]，外界環境包括環境的溫度、濕度和風速對織物的接觸涼感系數都有一定影響，當外界溫度高、濕度低、風速大時，織物表面的水分蒸發速度會加快，從而加快熱量傳導，產生涼爽感。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格參數對接觸涼感性能的影響規律。為生產企業設計夏季涼爽織物和消費者選擇夏季服裝提供相關參考。

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，為了對比不同規格面料的涼感性能，也選取了一些常規的夏季服裝的面料。

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 單位長度質量和單位面積質量的測定》[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長度上的織物經向的緯紗根數和緯向的經紗根數。數據處理時，將數值換算成長度為10cm的經密和緯密。

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]標準規定，每個樣品裁取5塊試樣，每塊試樣的尺寸至少為10cm×10cm。設置載樣臺溫度為20℃，設置熱檢測板的溫度35℃，待熱檢測板的溫度達到設置溫度并保持穩定后，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Qmax單位為W/cm2。試驗數據Qmax為5次測量的數據均值，以減小試驗誤差。

2 結果與分析

2.1 測試結果

對18種織物進行測試，其規格參數和接觸涼感值結果見表1。

表1 機織物試樣的規格參數及接觸涼感值

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。經密值域為230根/10cm～860根/10cm，均值為519根/10cm。大部分機織物經密集中在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，不難發現，此4種面料是纖維的成分不同，組織結構相同，克重、厚度和密度大致相同。此組機織物的組織結構為平紋，克重為（126±4）g/cm2，厚度為（0.46±0.01）mm，經密為（555±25）根/10cm，緯密為（290±30）根/10cm。棉、粘膠和滌綸的接觸涼感系數均小于0.200W/cm2。相同測試條件下，錦綸的接觸涼感系數最高，值為0.262（W/cm2）。根據GB/T 35263—2017標準的評價指標，當△T=15℃時，樣品的接觸涼感系數大于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，組織結構相同，克重、厚度和密度大致相同。選取的機織物組織結構為平紋，克重為（76±4）g/cm2，厚度為（0.2±0.05）mm，經密為（510±30）根/10cm，緯密為（360±10）根/10cm。

根據圖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。織物的成分分別為粘/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構相同且克重、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。根據表2中兩種面料的接觸涼感系數，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

根據圖1 、圖2和表2結果對比分析可得：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，亞麻的涼感性能優于滌綸織物，且錦綸、銅氨和蠶絲織物涼感性能較為優異。

根據表1對20種織物的接觸涼感的測試結果，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 組織結構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。測試結果發現，平紋的接觸涼感性能弱于經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

由于面料的內部包含纖維、空氣和水分三者混合物，織物組織結構決定了三者的分布區域和比例，從而影響織物的接觸涼感。靜止空氣的導熱系數比纖維和水的小，所以織物中空氣含量越多，其導熱性越差，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，織物的組織結構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。由于平紋組織與經面斜紋組織的孔隙大小不同，經面斜紋與皮膚的接觸面積大于平紋，所以經面斜紋接觸涼感性能優于平紋。

2.2.3 織物克重、厚度及密度與接觸涼感性能的相關性分析

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

表4 織物的克重、厚度及密度與Qmax的相關系數

由表4的結果可知，對于機織物而言，織物的接觸涼感系數與厚度呈顯著負相關性，與克重的負相關性次之。織物的接觸涼感系數與經密和緯密均呈正相關性。從相關系數可知，緯密與厚度對機織物的接觸涼感系數影響更為明顯。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與生產。

3 結論和建議

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，亞麻的涼感性能優于滌綸織物，且錦綸、銅氨和蠶絲織物涼感性能較為優異。

當其他因素一致時，機織物的兩種組織結構中，經面斜紋的接觸涼感性能優于平紋的組織結構。厚度對于織物的接觸涼感的影響都是負相關，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，在研發涼感面料時，可以選擇輕薄型的機織物為主。