織物含水率對(duì)其濕摩擦性的影響

程浩南

江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(中國(guó))

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織物含水率對(duì)其濕摩擦性的影響

程浩南

江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(中國(guó))

織物的摩擦性能在一定程度上可以間接地反映其刺癢感和濕黏感。選用4種不同規(guī)格的聚酯/棉/麻混紡織物，利用FTT織物觸感儀對(duì)織物進(jìn)行動(dòng)摩擦性能測(cè)試，通過(guò)調(diào)節(jié)織物含水率，模擬不同的濕度環(huán)境，研究織物在被汗液或雨水浸濕后表面動(dòng)摩擦因數(shù)的變化。結(jié)果顯示：織物含水率較小時(shí)，織物的動(dòng)摩擦因數(shù)隨著織物含水率的增加而呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，織物刺癢感和濕黏感先增強(qiáng)后減弱；織物經(jīng)、緯向摩擦性能由于織物密度不同而有所差異；當(dāng)紗線中聚酯含量一定時(shí)，不同混紡比的聚酯/棉/麻織物摩擦性能的差異和規(guī)律并不明顯。

含水率；動(dòng)摩擦因數(shù)；刺癢感；濕黏感

服裝面料摩擦性能在一定程度上可以間接地反映其刺癢感和濕黏感，直接影響服裝面料穿著時(shí)的舒適性[1-3]。尤其是高溫高濕環(huán)境下，隨著人體的不斷運(yùn)動(dòng)，汗液會(huì)明顯增加，如果人體產(chǎn)生的汗汽和汗液不能通過(guò)織物順利地進(jìn)行有效傳遞，就會(huì)導(dǎo)致服裝面料與人體皮膚間微氣候中濕度增大[4]，且隨著人體皮膚與服裝面料之間接觸面積的不斷增加，汗液將逐漸充滿織物，導(dǎo)致纖維和紗線間空隙處空氣明顯減少，不僅人體會(huì)感覺(jué)更加悶熱[5]，而且皮膚與服裝的粘貼還會(huì)產(chǎn)生一定的刺癢感，加劇人體的不舒適感覺(jué)[6-7]。

本文選用聚酯/棉/麻混紡織物為試驗(yàn)原料，通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)過(guò)程中織物的含水率，模擬不同濕度環(huán)境，研究織物在被汗液或雨水浸濕后，織物與人體皮膚接觸產(chǎn)生的刺癢感的變化。為進(jìn)一步系統(tǒng)研究織物的舒適性提供一些理論參考。

1 試驗(yàn)

1.1 材料

選用聚酯/棉/麻混紡纖維織物為試驗(yàn)材料。聚酯/棉/麻混紡織物迎合了舒適性新產(chǎn)品的開發(fā)趨勢(shì)，它能有效利用棉的吸濕、柔軟，聚酯的挺括、抗皺，麻的涼爽觸感、放濕速率高及抗菌等性能，是一種吸濕快干、涼爽舒適的夏季面料。試樣所用纖維的規(guī)格及性能如表1所示，采用賽絡(luò)紡紡制4種

不同混紡比的紗線并織制織物，織物組織均為平紋。紗線與織物的具體規(guī)格參數(shù)如表2和表3所示。

表1 纖維的規(guī)格及性能

表2 紗線規(guī)格參數(shù)

注： T——聚酯短纖維； C——棉纖維； J——麻纖維。

表3 織物試樣的規(guī)格參數(shù)

1.2 測(cè)試儀器與方法

采用FTT織物觸感儀(SDL ATLAS公司與香港理工大學(xué)研制)(圖1)[8]，利用織物在微變形下的力學(xué)指標(biāo)對(duì)織物接觸舒適性進(jìn)行表征和對(duì)比。

試樣為31 cm長(zhǎng)、31 cm高的L形樣品，寬11 cm(圖2)。為避免織物織造不勻引起的誤差，每種織物取3塊試樣，測(cè)試數(shù)據(jù)取平均值。將織物試樣放置在20 ℃、相對(duì)濕度為65%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下預(yù)處理24 h后，采用烘箱法干燥織物，根據(jù)聚酯、棉、麻3種原料的特性，烘箱溫度設(shè)置為105 ℃，加熱90 min后，進(jìn)行第一次干燥后稱量，記錄數(shù)據(jù)后繼續(xù)烘燥，每隔10 min稱量一次，直至前后兩次試樣質(zhì)量差在0.05%以內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)了完全干燥。然后將完全干燥的試樣浸入去離子水中，待完全吸濕后，用夾子夾起，懸掛于20 ℃、相對(duì)濕度為65%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中，至不滴水時(shí)，進(jìn)行一次稱量，計(jì)算試樣的含水率，然后根據(jù)實(shí)

圖1 FTT織物觸感儀

圖2 試樣規(guī)格

際狀態(tài)，每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次測(cè)量，待織物達(dá)到所需含水率后，裝入密封袋，以免水分繼續(xù)散失，最后利用FTT織物觸感儀進(jìn)行快速試驗(yàn)。整個(gè)測(cè)試過(guò)程在(20±0.5) ℃、相對(duì)溫度(65±4)%的環(huán)境中進(jìn)行。FTT織物觸感儀下測(cè)試板初始溫度為20 ℃，上測(cè)試板溫度始終保持比下測(cè)試板高10 ℃。

2 結(jié)果與分析

由圖3所示的織物摩擦力隨測(cè)試移動(dòng)距離(即測(cè)試儀器的探頭在面料上移動(dòng)的距離)的變化曲線可見(jiàn)：織物的經(jīng)、緯向摩擦力并沒(méi)有完全重合。開始階段，由

于毛羽的存在，壓頭并沒(méi)有真正接觸織物，摩擦力較??；隨著測(cè)試板逐漸接近織物，壓力增大，摩擦力增大，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，摩擦力穩(wěn)定，即為織物的實(shí)際摩擦力；壓頭收回后，摩擦力下降。由于測(cè)試中壓力不斷變化，摩擦力受壓力影響較大，而摩擦因數(shù)則不然，它能更好地反映和對(duì)比織物的摩擦性能。

圖3 織物摩擦力隨測(cè)試移動(dòng)距離變化的曲線

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

在不同含水率的情況下，測(cè)試不同織物試樣的動(dòng)摩擦因數(shù)，結(jié)果如表4所示。

表4 織物試樣不同含水率時(shí)的動(dòng)摩擦因數(shù)

注： 表中測(cè)試數(shù)據(jù)均為5次測(cè)試的平均值。

2.2 分析

將表4的測(cè)試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為各織物試樣摩擦因數(shù)隨含水率的變化曲線(圖4)，可見(jiàn)：4種織物經(jīng)、緯向的動(dòng)摩擦因數(shù)整體都隨含水率的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，但也存在不同程度的差異，試樣的經(jīng)向動(dòng)摩擦因數(shù)在含水率為20%時(shí)達(dá)到峰值，然后下降；緯向動(dòng)摩擦因數(shù)則在含水率為10%時(shí)達(dá)到最大值，之后再逐漸減小。這是因?yàn)榭椢锖瘦^低時(shí)，纖維吸濕后發(fā)生膨脹，水分子不斷進(jìn)入纖維與纖維之間，導(dǎo)致紗線直徑變大，屈曲波高增大，與此同時(shí)，織物緊度也不斷增大，手感變硬，當(dāng)含水率較小的織物表面與測(cè)試板相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生摩擦?xí)r，織物中的纖維集合體或紗線由于較柔軟蓬松，更容易避讓，因此動(dòng)摩擦因數(shù)小。隨著試驗(yàn)過(guò)程中不斷提高織物的含水率，織物變得更加緊密，更為僵硬，動(dòng)摩擦因數(shù)變大。當(dāng)織物的含水率繼續(xù)增加到一定程度后，織物內(nèi)部空隙已被水分子完全占據(jù)，織物吸濕后過(guò)剩的水分子只能吸附在織物表面，形成一層水膜，水膜使織物在摩擦過(guò)程中容易發(fā)生水滑，且過(guò)剩的水分子越多，織物表面的水滑現(xiàn)象越明顯，織物表面越光滑，動(dòng)摩擦因數(shù)越小。所以在織物動(dòng)摩擦因數(shù)達(dá)最大值后，隨著織物含水率的繼續(xù)增加，動(dòng)摩擦因數(shù)出現(xiàn)減小的現(xiàn)象，且隨著試驗(yàn)過(guò)程中織物含水率的不斷增大，紗線表面的毛羽也更貼伏在紗線表面，在一定程度上也會(huì)降低動(dòng)摩擦因數(shù)，可在一定程度上使織物所產(chǎn)生的刺癢感有所下降，濕黏感也會(huì)因動(dòng)摩擦因數(shù)減小而有所緩解。

(a) 經(jīng)向

(b) 緯向

同種織物的經(jīng)、緯向動(dòng)摩擦因數(shù)存在差異，織物經(jīng)向動(dòng)摩擦因數(shù)整體大于緯向動(dòng)摩擦因數(shù)，這主要是由于織物經(jīng)、緯向密度不同，經(jīng)向密度較大，織物表面產(chǎn)生的屈曲點(diǎn)較多，測(cè)試過(guò)程中織物表面與測(cè)試板的接觸點(diǎn)較多，因而動(dòng)摩擦因數(shù)相對(duì)較大。

織物中纖維的混紡比不同時(shí)，動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)試值也有差異，但并不明顯。這是因?yàn)槁槔w維和棉纖維與鋼質(zhì)材料的動(dòng)摩擦因數(shù)接近，且比聚酯纖維的動(dòng)摩擦因數(shù)大很多。本試驗(yàn)所選用的4種織物試樣的聚酯含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%)相同，所不同的只是棉纖維及麻纖維的混紡比。因此，4種織物的動(dòng)摩擦因數(shù)沒(méi)有太大差異。

3 結(jié)語(yǔ)

——織物的含水率較小時(shí)，織物的動(dòng)摩擦因數(shù)在一定范圍內(nèi)會(huì)隨織物含水率的增加而增加，織物刺癢感和濕黏感增強(qiáng)。

——當(dāng)織物的含水率增加到一定數(shù)值后，其動(dòng)摩擦因數(shù)隨含水率的繼續(xù)增大而出現(xiàn)下降，這是因?yàn)榭椢镂鼭襁^(guò)剩的水在織物表面形成水膜，增加了織物表面的光滑程度，同時(shí)也會(huì)造成紗線毛羽被覆程度提高，刺癢感有所下降，濕黏感因動(dòng)摩擦因數(shù)的減小也有所緩解。

——織物經(jīng)、緯向摩擦性能由于織物密度不同而有所差異。當(dāng)紗線中聚酯含量一定時(shí)，對(duì)于不同混紡比的聚酯/棉/麻織物，隨著織物含水率的變化，其動(dòng)摩擦動(dòng)因數(shù)并沒(méi)有明顯差異。

[1] 王革輝，張渭源．夏季服裝面料的舒適性研究[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001，27(1)：74-77．

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[7] 王革輝，嚴(yán)靜雅．非標(biāo)準(zhǔn)條件下夏季服裝面料的透濕性能研究[J]．浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，13(1)：4-8．

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Effect of moisture content of fabrics on wet frictional

ChengHaonan

JiangxiProvincialModernResearchCenterofClothingEngineeringTechnology，Nanchang/China

Fabric friction properties can indirectly reflect the sticky and wet prickle feeling. The four different specifications of polyester/cotton/linen blend fabrics were selected as experimental samples, whose dynamic friction performance was test by FTT fabric tactile instrument. And by continuously adjusting the moisture regain to simulate different humidity environment, the variation of fabric surface dynamic friction coefficient was researched after its being soaked in rainwater or sweat. The results showed that when the moisture regain of the fabric was small, dynamic friction coefficient of the fabric increased first and then decreased with the increase in the moisture regain of the fabric, and the prickle and wet sticky feeling of the fabric would enhance first and then decrease. Warp and weft fabric friction properties varied due to the different densities. When there was certain polyester contentin in yarn, polyester/cotton/linen fabric friction and differences between the laws of different blending ratio were not obvious.

moisture content; dynamic friction coefficients; prickle; wet sticky feeling