織物舒適性基礎性能測試與分析

摘要：舒適性，是服裝類織物的基礎性能，其主要表現為透氣透濕性和摩擦性能，二者性能的提升能最大程度的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發，提出了上述兩項性能的科學驗證方法，并從織物材料本身和加工工藝方面淺析了影響二者性能的諸多因素，對于改善織物的舒適性具有一定的參考意義。　　關鍵詞：織物舒適性，透氣透濕，摩擦系數

皮膚，是人體最大的感官器官，同時負有保護內臟免受侵害的責任。服裝類織物與皮膚直接接觸，二者的相互作用效果決定了織物材料的舒適性。皮膚正常的新陳代謝體現在兩個方面：呼吸作用和汗液排出。人體感覺舒適的服裝類織物，除了具備優良透氣性和透濕性以滿足人體正常的新陳代謝，還應表現出滑爽的觸感，減少因摩擦帶來的皮膚損傷。

一、透氣透濕性

通常情況下，人的皮膚通過角質層、毛囊皮脂腺和汗管口的進行呼吸，實現與外界氣體的交換。當人體處于運動狀態時，體溫升高引起汗腺分泌汗液以散發熱量。覆蓋織物后，會對皮膚的呼吸以及汗液的蒸發形成一定的阻礙，從而讓人產生悶氣的感覺，這種不適的程度主要上取決于織物的透氣性和透濕性。織物的透氣性是指空氣透過織物材料的能力，透濕性反映的是人體散發的汗氣透過織物性能，良好的透氣透濕性能維持膚表的正常氣體交換以及體熱的順利排出，以免汗液在衣服和皮膚間積累或冷凝產生不適。

織物透氣性的測試方法可參照GB/T 5453 《紡織品 織物透氣性的測定》，在規定的壓差條件下，測定一定時間內垂直通過試樣給定面積的氣流流量，計算氣流流速和透氣率。具體方法如下：1、試樣制備與裝夾。根據測試需求制取一定面積的試樣，保證其表面沒有皺折、褶痕、針和污漬。選擇透過面積為20cm2的夾具，先將下夾具放在試驗氣室上，攤平試樣放入下夾具上，將上夾具小心放在試樣之上使之與下夾具外邊緣對其，用夾鉗壓緊。2、啟動真空泵使氣流通過試樣，調節流量，使壓力降逐漸接近100Pa，1min后達到穩定，記錄氣流流量。同樣條件下，同一樣品的不同部位至少重復測定10次，取算數平均值。根據上述方法，筆者采用TQD-01透氣度測試儀對同等厚度的純棉織物、滌綸織物、真絲織物進行了透氣性的測試，結果見圖1。

根據GB/T12704《紡織品 織物透濕性試驗方法》規定，織物透濕性的標準測試方法一般分為吸濕法和蒸發法，后者應用較廣。蒸發法又稱杯式法，把盛有一定蒸餾水并封以織物試樣的透濕杯放置于規定溫度和濕度的密封環境中，根據一定時間內透濕杯質量的變化計算出試樣透濕率。根據杯體的放置方向，又可分為正杯法和倒杯法。因正杯法的測試條件與人體在靜止或微汗的狀態類似，所以應用較廣，而倒杯法僅適用于防水透氣性織物的測試。筆者利用符合此原理的W3/060水蒸氣透過率測試儀對上述三種材料進行水蒸氣透過性測試，結果見圖2。

通過圖1和圖2可以發現，真絲織物的透氣透濕性明顯高于另外兩種，滌綸織物的表現相對最差。歷史研究證明，織物的透氣透濕性與織物材料的自身特性、加工工藝、孔隙形態、紗線性狀等因素有著密切影響。

1、織物的特性、厚度、層數和透氣透濕性。以真絲織物和滌綸織物為例，筆者單獨測試了厚度約為0.1mm、0.2mm，0.3mm的兩種材料的透氣性，結果見圖3。隨著厚度的增加，滌綸織物材料的透氣性呈下降趨勢，而真絲織物材料的透氣性反而呈上升趨勢，這種情況反映了織物材料本身特性的區別。真絲織物是由天然蠶絲構成，每根蠶絲是由兩根以絲素纖維為中心的單絲依靠絲膠平行粘合而成，而絲素纖維由約200根微細單絲纖維構成，其纖度平均約0.006dtex，較目前滌綸超細纖維的單絲纖度0.1dtex細了94%。同時，微細單絲纖維內部包含了900~1400根絲微原纖維，其聚結體中空隙率高達38%。這些特性共同決定了真絲織物具有滌綸織物無法比擬的透氣性。另外，真絲天然纖維中含有大量的親水基團，通過氫鍵的作用吸引水分子或溶解于水，高達38%的孔隙率亦能幫助水蒸氣分子的順暢出，因此，真絲織物同時兼具了優良的透氣性、吸濕性和透濕性。

氣體和水蒸氣的滲透是基于織物材料的微觀空隙進行，上述透氣性數據均反映了該材料在單層狀態下的透氣性能。實際中，服在諸多情況下裝類織物材料需要疊層加工。多層材料疊加，意味著氣體和水蒸氣在材料內部的擴散路程延長，在其他條件不變的情況下，透氣性、透濕性均會有明顯的下降。

2、織物的密度、緊度與透氣性。織物的密度是指在織物縱橫向的單位長度內紗線排列的根數。一般情況下，織物的密度越大，織物就越緊密、硬挺，透氣性越小；相反，則織物稀薄、松軟，氣體的通透性也會有所提高。當然，這一規律并不是絕對的，還與經紗和緯紗的緊度有關系。緊度，即經（緯）紗直徑對相鄰兩根經（緯）紗平均中心距離的比值。密度相同的織物，若紗線細，則緊度小，織物材料會過于稀松，空隙率增大，透氣透濕性會大幅提高。緊度增加，減少了織物中氣體分子和水蒸氣分子滲透通道的面積，滲透率自然下降。

二、摩擦系數

服裝類織物的舒適性除了體現在良好的透氣透濕性外，還表現為織物的觸感。滑、糙、糯、爽是織物的基本觸感，而織物與皮膚間的摩擦是導致觸感不同的主導因素。若織物表面沒有合適的摩擦系數，輕則人體感覺粗糙，有磨擦感，重則會嚴重刺激皮膚誘發多種疾病，這種現象在運動中更加凸顯。織物的摩擦性不僅影響其觸感，對于織物的縫紉過程也會產生阻礙。織物在縫紉期間常與器械金屬之間發生滑動摩擦，若摩擦系數過大，則會導致滑動困難影響縫紉效率。

對于織物摩擦系數的評價，以往多基于觸摸后的個人感官進行。感官靈敏度因人而異，使得評價帶有一定的主觀色彩。在現代講究科學數據的環境下，這種主觀評價逐漸被儀器檢測所替代。研究織物與皮膚之間的摩擦系數時，由于皮膚的特殊性，測試難以取樣實施，因此，筆者采用了一種較為簡單的儀器試驗方式，即在一定的正壓力和摩擦速度條件下，使織物表面與一剛性平滑表面相互摩擦，測定動靜摩擦系數，以此值作為織物與皮膚間的摩擦性能的參考數據。

筆者取一滌綸織物剪取經向和緯向試樣各3塊，尺寸為200mm×80mm，保證其無折痕、拱曲、卷邊等疵點。根據FZ/T 01054-2012 《織物表面摩擦性能的試驗方法》規定的原理，將試樣平整的夾持在MXD-02摩擦系數儀的試樣臺上，測試面朝上，使試樣處于伸直但不伸長狀態，如圖4。剛質光滑的摩擦塊與試樣的測試面相對，施以450Pa的垂直壓力。設定儀器以50mm/min的速度相對摩擦50mm，測得的動靜摩擦系數為：經向0.182，緯向0.179。

織物表面的摩擦性能與表面的粗糙度成正比，而粗糙的程度與諸多因素有關，如纖維的細度、長度、卷曲度、紗線結構、織物狀態、緊度、加工工藝等。纖維越粗、卷曲度越大、緊度越高，織物加工過程中的起絨、拉毛、絨縮等工序會使織物表面越發粗糙。另外，織物在相對濕度不同的狀態也會表現出不同的摩擦性能，當織物處于高于40%RH的環境時，水分子會在織物表面形成連續的水膜，進而產生水力學摩擦，使得織物的摩擦系數有所增大。

三、結語

舒適性，是服裝類織物的基礎性能，其主要表現為透氣透濕性和摩擦性能，二者性能的提升能最大程度的提高織物的舒適性。本文從測試方法的角度出發，提出了上述兩項性能的科學驗證方法，并從織物材料本身和加工工藝方面淺析了影響二者性能的諸多因素，對于改善織物的舒適性具有一定的參考意義。