防寒服面料與填料設計探析

叢　杉，張　玥，馬明明

(上海工程技術大學，上海 201600)

防寒服面料與填料設計探析

叢杉，張玥，馬明明

(上海工程技術大學，上海 201600)

文章選了用常用的尼絲紡與春亞紡面料以及聚酯纖維、羊毛、羊絨填料進行組合設計。通過熱阻、濕阻實驗測試，針對面料與填充設計提出相關建議，以此保證服裝的保暖透濕性能。

多層織物；熱阻；濕阻；熱濕舒適性

日常多層織物見于冬季服裝，主要有內、外層織物和填料組合而成。首先防寒服的填料主要分為天然填料和化學填料。天然填料不僅柔軟舒適，而且在穿著時其透濕、透氣以及保暖性能都很好。其中羽絨填料的保暖性能最優，其次是羊絨、羊毛類填料，保暖性能最差的是棉纖維。但是羽絨填料的體積偏大、儲存不便，而羊毛、羊絨保暖材料相對較輕薄并且保暖。除這些優越的物理性能外，材料的可塑性以及產品價格上的降低趨勢，讓羊毛、羊絨填料類產品受到中老年人以及年輕人的喜愛。但是羊絨、羊毛類產品受季節的限制，消費群相對比較狹窄，加上成本高、產品的技術含量低，是很多企業需要面臨的問題[1]。

人們在穿著防寒服時，一般會要求羽絨服具有防風、透氣、防絨、輕薄柔軟、防水等功能。通常在外層面料選取時，羽絨服多選用高密細紗類織物，除了能夠滿足手感柔軟輕便的需求外，也能控制羽絨服防鉆毛性能，兼顧了其功能性[2]。目前著名的國際羽絨服知名品牌如：TheNorthFace、MONCLER等，羽絨服面料多采用尼龍面料，因為尼龍面料有很好的耐磨性和柔軟性，能夠滿足日常生活中的著裝需求，另外對生產商而言，尼龍面料在生產過程中消耗的成本相對較低，所以目前尼龍面料在高端羽絨服面料市場上占據著壟斷地位。除之外，在耐高寒羽絨服面料市場上，因良好的抗皺性和保形性，滌綸面料也占據相當一部分比例。結合目前市面上防寒服材質的消費情況，本文選取市場中常見的羽絨服材料，針對多層織物保暖透濕性的影響因素進行實驗分析，為防寒保暖類織物的生產設計提供理論參考。

1　實驗測試

1.1實驗材料選取

以防寒服裝為研究對象，結合多層織物的結構特點，選取當前市場上應用比較廣泛的防寒服面料與絮填料。其中外層織物選用尼絲紡與春亞紡兩種，主要以兩種織物的后期涂層織物為主。而絮填料為聚酯纖維、羊毛、羊絨三種化學與天然纖維，以及不同蓬松度與克重絮填料。利用所選取的織物，對多層織物保暖性與透濕性進行影響因素的測試，具體的織物代碼與基本的物理結構參數如表1所示。

1.2實驗材料性能測試

1.2.1織物的緊度與孔隙率測試

織物緊度表示紗線結構的緊密程度，對舒適性能會產生一定的影響。研究證明，當織物兩側的濕度差在70%～80%時，織物的透濕指標會隨著緊度的增加而線性減小[3]。織物的緊度測試結果如表2所示。

而對于填充織物來講，纖維蓬松，不是規律性交錯排列。所以不能采用上述所涉及的織物緊度來表示。本文以含氣率來近似估計填充物的空隙率，測試結果如表3所示。

表1　面料 填料基本物理參數

表2　外層織物的緊度計算結果

表3　絮填料孔隙率

1.2.2織物的透氣性測試

目前通常采用ASTMD737-1996和GB/T5453-1997這兩種測試標準對織物透氣性能進行測量[4]。針對外層織物的測試結果如表4所示。

表4　表層織物的透氣率

表4是針對各個表層織物的實驗測試結果，測試設備自動選擇為08號噴嘴，壓差和試樣的面積相同。對比實驗結果，C1面料透氣率高于含涂層的同類織物，含涂層織物的測試值幾乎為0，說明涂層降低了織物的透氣性。其中，C3織物透氣性能最好，與物理參數十分相近的C2對比，C2織物緊度相對較小，透氣性較高。

1.2.3織物的熱阻 濕阻測試

紡織材料的熱阻定義為織物兩面的溫差與垂直通過試樣的單位面積熱流量之比，用Rct來表示。通過一定面積的蒸發熱流量來定義濕阻，通常用Ret表示[5]。本文所使用的試驗儀器為：YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻測試儀。測試結果如表5所示。

C1與C4織物進行對比，在其他物理參數基本相近的情況下，防水劑涂層帶來的保暖效果不大，而織物的厚度在此起到很重要的作用，增加了織物的保暖性。C2與C3相比，后者的保暖性能

較好，對比分析發現，后者紗線號數明顯較高。C4與C5相比，后者密度大，熱阻值較大。綜合以上所述，當面料的厚度、織物密度和紗線的號數較小時，織物組織內部能夠儲存相對多的靜止空氣，從而保暖性能得到提高。

含涂層C4、C5織物濕阻值明顯高于同類的C1織物，說明涂層降低了織物的透濕性能。這是由于在水蒸氣向外傳遞的過程中，涂層的影響織物的反面凝結成水的水珠較多，從而影響到了織物的透濕性能。對比同類型面料C2與C3，前者的透濕率相對較高。在其他物理參數接近的情況下，C2的緊度小，紗線細，提高了水蒸氣的透過率。C1與C2進行對比，C2的濕阻較小，這是受滌綸織物自身優良的透氣排濕性能的影響。

表5　試樣熱阻實驗的測量結果

表6　試樣濕阻實驗的測試結果

2　多層織物的組合設計

2.1多層織物組合

結合選用C1～C5面料作為外層織物，I1～I7作為填充物質，O作為里層面料對上述試驗材料進行面料的組合設計。新的試驗代碼依次按A1-A19的順序進行操作，具體的面料組合如表7所示。針對組合的多層織物進行保暖性和透濕性能測試，試驗儀器采用YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻儀，對多層織物熱濕舒適性的影響因素進行分析，獲取最優組合，同時為多層織物的生產設計提出建議。

2.2多層織物的熱濕性能測試與分析

同樣采用YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻測試儀對多層織物的熱濕性能進行測試，結合表7的組合類型，探究不同外層織物以及填充料的選用對熱濕性能的影響。

2.2.1多層織物的熱阻實驗與分析

由圖1組合面料熱阻值可以看出，填料的改變對多層織物熱阻值的影響高于外層織物，這與本文實驗面料的導熱系數偏低有關，所以提高防寒服保暖性的關鍵是內部填料。這一結果與上述所測的單層織物熱阻結果相符。另外針對同種填料的多層織物進行對比發現，多層面料的測試熱阻的測試結果基本相同。所以為了提高多層織物的保暖性，外層面料需要選用厚度和織物緊度大，紗線號數低的尼絲紡。

表7　不同面料與填料的組合

圖1　組合面料熱阻值

由圖2含羊絨的多層織物熱阻分布圖中可以看出，羊絨的平方米克重越高，其熱阻和克羅值越大，多層織物的保暖性越好。說明填料的蓬松度對多層織物的熱舒適性有重要的影響。由于填料內部所含的靜止空氣量增加，保暖率隨之增大。

圖2　含羊絨的多層織物熱阻分布圖

2.2.2多層織物的濕阻實驗與分析

通過對多層織物的濕阻值進行分析，填充料與外層織物對多層織物的導濕性能的影響都比較大。不含涂層的織物，由于水蒸氣能夠更好地透過微孔，因此濕阻較小，另外羊絨良好的吸濕性能與滌綸優良的排濕性能，使其所組合的織物羊絨與C3的組合濕阻最小(A11-A15)，比較接近羊毛填料組合織物(A6-A10)，但前者的應用價值高于后者。

由圖4組合面料的透濕指數可以看出，在外層織物相同的情況下，填料的選取對透濕指數的影響不大，然而外層織物的改變帶來的影響較大。對比分析表層織物對多層織物的透濕性能的影響發現，含涂層的織物C4、C5透濕指數較小，尤其是與同種織物C1織物進行比較，表面涂層降低了多層織物的透濕性能。C2與C3對比，后者由于紗號數較粗，緊度較大，降低了其透濕性，也對多層織物的透濕性能產生了影響。另外，在織物規格相近的情況下，春亞紡所組成多層織物其熱濕舒適性能優于尼絲紡所組成的織物。

圖3　組合面料濕阻

圖4　組合面料的透濕指數

3　結論

通過對試樣的熱濕性能測試，得出以下結論：首先在保暖性能方面，絮填料所產生的影響比表層織物種類的影響大。相反，在透濕性方面，表層織物所產生的影響相對強一些。其次，在對保暖性分析時，填料的平方米克重、表層織物的后整理產生的影響較大，在一定范圍內，蓬松度越大，克重越高，織物的保暖性越好。另外，在對多層織物透濕性能分析時，絮填料的吸濕性、表層織物紗線指數和織物緊度對其影響較大。除此之外，在織物規格相近的前提下，春亞紡組合織物在熱濕舒適性上優于尼絲紡織物，通過增加春亞紡織物緊度和紗線指數能夠增強組合面料的熱濕性能。總之，在對多層面料組合設計時，除了選用高熱阻的面料外，還要注重面料的透氣率，以此保證服裝的熱濕舒適性。

[1]程銘.羊絨服裝的新舒適性研究[D].大連：大連工業大學,2008.

[2]鄭慧,余運慶.幾塊羽絨面料的服用性能評價[J].四川絲綢, 2004，(3):16.

[3]張新安.織物緊度與透濕性關系及透濕的測量方法[J].紡織學報,2002,23(2):115—117.

[4]姚穆,周錦芳等.紡織材料學(第一版)[M].北京:紡織工業出版社,1990.

[5]楊付霞，汪黎明.層壓復合工藝優化[J].山東紡織科技，2012,53(1)：47—49.

FabricandFillingDesignofWinterCoat

Cong Shan, Zhang Yue, Ma Mingming

(ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201600,China)

Nylontaffetaandpongeefabricweredesignedtocombinethefilliingofpolyester,woolandcashmere.Throughthetestoftheheatresistanceandmoistureresistance,therelevantsuggestionsaboutfabricandfillingdesignwereputforward,inordertoensurethewarmthandmoisturepermeabilityofclothing.

multi-layerfabric;heatresistance;moistureresistance;heatandmoisturecomfort

2014-12-17

上海工程技術大學大學生創新項目(E1-0800-14-02353)

叢杉(1973-)，女，吉林吉林人，副教授。

TS941.1

A

1009-3028(2015)02-0030-05