針織內(nèi)衣面料濕狀態(tài)下的透氣性分析

艾運(yùn)瑞， 柯寶珠

(上海工程技術(shù)大學(xué) 紡織服裝學(xué)院，上海 201620)

隨著社會(huì)的發(fā)展以及國(guó)民生活水平的不斷提高，人們對(duì)服裝的需求已不僅是保暖、耐穿，而且包括服裝的個(gè)性化、功能化與舒適性[1],尤其對(duì)有“人體第二肌膚”之稱的針織內(nèi)衣，更加關(guān)注其舒適性[2-3]。

黏附感與熱濕舒適性息息相關(guān)，是研究服裝舒適性的重要指標(biāo)。人體劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱和濕氣，如果無(wú)法通過(guò)服裝排出，將會(huì)污染人的體表和服裝組成的微氣候區(qū)，影響服裝穿著的熱濕舒適性[4-5]。海恩斯坦研究院通過(guò)調(diào)查得到緊貼身體的第一層內(nèi)衣的基本要求:可以吸收人體排出的汗液，使人們無(wú)論在日?；顒?dòng)或是運(yùn)動(dòng)健身中，都能感到愉悅[6]。影響服裝熱濕舒適性的因素有織物的厚度、織物組織結(jié)構(gòu)、材料的吸濕性能及緊密度[7]。于偉東等[8]通過(guò)跑步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.08%、服裝與人體之間的空氣濕度超過(guò)60%時(shí)，人體就會(huì)產(chǎn)生不舒適和悶熱感。

針織內(nèi)衣作為貼身穿著的服裝，與人體接觸緊密。文中研究不同濕狀態(tài)下針織內(nèi)衣面料的透氣性及其變化規(guī)律，以期為服裝企業(yè)選擇不同針織內(nèi)衣面料提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料與設(shè)備

1.1.1原料選取6種市場(chǎng)上常見(jiàn)的針織內(nèi)衣面料，具體規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 面料規(guī)格

1.1.2儀器JA5003N電子分析天平，上海天平儀器廠制造；YG(B)141D型數(shù)字式織物厚度儀、Y8028型烘箱、YG461E電腦式透氣測(cè)量?jī)x、Y511B型織物密度鏡，皆由寧波紡織儀器廠制造。

1.2 試樣制備

將實(shí)驗(yàn)用6種面料進(jìn)行裁剪。每種面料選取不同部位裁剪成大小相同的10 cm×10 cm試樣。將試樣放在恒溫恒濕室平衡24 h后，待測(cè)。

1.3 面料參數(shù)測(cè)試

1.3.1厚度根據(jù)GB/T 3820—1999《紡織品厚度的測(cè)定》測(cè)定6種不同面料試樣的厚度。

1.3.2面密度面料的面密度可表示為

(1)

式中：ρS為面料的面密度(g/m2)；m為被測(cè)面料的質(zhì)量(g)；S為被測(cè)試樣的面積(m2)。 采用電子分析天平，分別稱量6種面料試樣的質(zhì)量，利用式(1)計(jì)算其面密度。

1.3.3未充滿系數(shù)線圈長(zhǎng)度和紗線直徑的比值稱為未充滿系數(shù)，具體公式[9]如下：

(2)

式中：L為線圈長(zhǎng)度；D為紗線直徑。

未充滿系數(shù)與組成面料紗線的線密度成反比,與線圈的長(zhǎng)度成正比，與紗線的體積質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

用織物密度鏡測(cè)量6種不同面料試樣中50 mm內(nèi)線圈的個(gè)數(shù)與線圈長(zhǎng)度。采用FZ/T 70002—1991《線圈密度測(cè)量法》測(cè)試線圈個(gè)數(shù)；再利用拆織物法，測(cè)量50 mm內(nèi)試樣紗線的長(zhǎng)度。

紗線直徑計(jì)算公式[10]如下：

(3)

式中：T為紗線的線密度(tex)；ε為體積質(zhì)量 (g/cm3)。

根據(jù)紗線的面密度、厚度及面積可以計(jì)算出其體積質(zhì)量[10]。經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算，得到6種面料的基本參數(shù)，具體見(jiàn)表2。

表2 面料的基本參數(shù)

1.4 面料透氣性測(cè)試

將6種不同面料試樣均勻浸濕在水中，取出靜置；先計(jì)算得到不同含水率試樣的質(zhì)量，再利用烘箱逐漸烘去水分，采用電子分析天平稱其質(zhì)量(3次稱量誤差在±0.01 g)，從而得到不同含水率的試樣。

根據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》方法，采用數(shù)字式織物透氣性能測(cè)定儀測(cè)量6種面料試樣在不同含水率(0，10%，20%，30%，40%)條件的透氣率，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 不同含水率面料的透氣率

2 結(jié)果分析

2.1 面料成分與透氣性

由表1可以看出，1#，4#面料是含天然纖維素纖維，2#，3#，5#，6#均為化學(xué)纖維。結(jié)合表3可以看出，3#，5#面料雖然具有不同的原料成分，但其透氣性相差較小。所以，原料成分對(duì)面料透氣性的影響較小，可以忽略。

2.2 面料組織結(jié)構(gòu)與透氣性

由表1可以看出，2#和6#面料的結(jié)構(gòu)為網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，其余幾種面料是羅紋組織；表3中2#，6#面料的透氣率是最好的。網(wǎng)眼面料是多孔組織，羅紋面料是平整組織，多孔的網(wǎng)眼面料有著更容易讓氣體通過(guò)的通道，因此網(wǎng)眼面料比羅紋面料具有更好的透氣性。

2.3 面料厚度與透氣性

6種面料厚度與透氣性的關(guān)系如圖1所示。由圖1可以看出，同為網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的面料，在面密度、未充滿系數(shù)相差不大的情況下，2#面料的厚度比6#小，但其透氣性卻比6#的大。說(shuō)明厚度對(duì)面料透氣性有影響，厚度越大，面料透氣性越差。

圖1 面料厚度與透氣性的關(guān)系

2.4 面料面密度與透氣性

6種面料面密度與透氣性的關(guān)系如圖2所示。由表1、表2和圖2可以看出，同為羅紋結(jié)構(gòu)的3#，4#面料，二者厚度及未充滿系數(shù)相近，4#面料的面密度大于3#的，但其透氣性明顯低于3#的。說(shuō)明面密度對(duì)透氣性有顯著影響，面密度越大，面料透氣性越差。

圖2 面料面密度與透氣性的關(guān)系

2.5 面料未充滿系數(shù)與透氣性

6種面料未充滿系數(shù)與透氣性的關(guān)系如圖3所示。由圖3可以看出，未充滿系數(shù)和面料透氣性有非常明顯的正相關(guān)性，隨著未充滿系數(shù)的增加，面料透氣性也越好。從式(2)和式(3)可以看出，未充滿系數(shù)與組成面料紗線的線密度成反比、與線圈的長(zhǎng)度成正比，且與紗線的體積質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)；未充滿系數(shù)為線圈長(zhǎng)度與紗線直徑之比，其值越大，面料越稀疏。2#，6#面料最為稀疏，故其透氣率最大。

圖3 面料未充滿系數(shù)與透氣性的關(guān)系

2.6 面料透氣性分析

圖4為6種不同面料的透氣性隨含水率變化的情況。

圖4 面料含水率與透氣率的關(guān)系

由圖4可以看出，6種面料的透氣性隨著含水率的增加基本呈下降趨勢(shì)，但下降的程度不同，有的大幅度下降，有的則是緩慢降低。究其原因，可能是纖維吸水膨脹導(dǎo)致紗線的體積質(zhì)量增加，進(jìn)而使未充滿系數(shù)減小，面料透氣性降低。

總體而言，6種面料中1#的透氣性最差， 2#則有優(yōu)良的透氣性；比較同為羅紋組織的3#，4#，5#面料的透氣性，在10%，20%，30%含水率條件下，3#面料的透氣性好，而在0和40%含水率條件下，5#面料的透氣率好，由此說(shuō)明同一面料在不同含水率條件下透氣率會(huì)發(fā)生變化，透氣率變化的幅度也不相同。

1#面料的透氣性變化幅度較穩(wěn)定，隨著含水率的增加，其透氣性下降的幅度小。2#面料的透氣性在含水率為10%～20%范圍內(nèi)明顯降低，在20%～30%時(shí)下降不明顯，在30%～40%時(shí)又開(kāi)始下降，但降幅更小，說(shuō)明錦綸含水量為15%左右時(shí)，紗線膨脹值較大。

表2中，2#，3#，4#，5#面料的厚度相近、面密度也相差不大，但2#面料的未充滿系數(shù)最大，其透氣率比3#，4#，5#的大很多，且這4種面料未充滿系數(shù)的大小排列順序與透氣率的保持一致。因此可以推斷，面料的未充滿系數(shù)越大，其透氣性越好。

2.7 利用灰色關(guān)聯(lián)度綜合數(shù)據(jù)分析

緯編針織內(nèi)衣面料的透氣率受到其厚度、面密度、未充滿系數(shù)的影響。為了得到顯著的影響關(guān)系，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析法，利用GTM 3.3軟件導(dǎo)出關(guān)聯(lián)度數(shù)值，具體見(jiàn)表4。

表4 相關(guān)性分析結(jié)果

由表4可以看出，未充滿系數(shù)對(duì)面料透氣率的影響最為顯著，厚度和面密度對(duì)面料透氣性的影響接近，其中，面密度對(duì)面料透氣率的影響更大些。

3 結(jié)語(yǔ)

1)紗線原料的成分對(duì)面料透氣性的影響非常小，沒(méi)有顯著的影響關(guān)系。

2)在面密度和未充滿系數(shù)相近的情況下，面料的厚度越大，其透氣性越差。

3)在厚度和未充滿系數(shù)相近的情況下，面密度增大，導(dǎo)致氣流流動(dòng)阻力增加，面料透氣性變差。

4)紗線結(jié)構(gòu)越蓬松，線密度越小，未充滿系數(shù)越大，透氣性越好；未充滿系數(shù)與紗線的結(jié)構(gòu)、線密度以及組成線圈的長(zhǎng)度有顯著的相關(guān)性；未充滿系數(shù)與面料透氣性有顯著的正相關(guān)關(guān)系。

5)通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度綜合數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)未充滿系數(shù)與面料的透氣性影響顯著；面料的未充滿系數(shù)越大，透氣性越好?？椢锏暮穸扰c面密度都影響著面料的透氣性能，但影響的程度沒(méi)有未充滿系數(shù)大，面密度比厚度對(duì)面料透氣性的影響更大。