吸濕速干面料性能測試與評價

王歡 張富麗 李艷梅 徐玲

摘要： 為了更好地為吸濕速干服裝的研究提供理論依據，選取市場上常用的15種面料在實驗室進行了洗滌前后的滴水擴散面積、透氣性、透濕性、吸水率、芯吸高度、蒸發性測試，在對實驗數據分析的基礎上，運用模糊綜合評判法獲得面料吸濕速干性能綜合比較排序。結果表明：在所選材質和面料中，針織面料單向導濕網格面料是首選，機織面料可選擇原料為吸濕排汗紗線的面料;吸濕排汗性能比經過后整理的織物更為穩定，面料整體綜合性能的優劣及其表面特征可以作為企業和設計師進行吸濕速干服裝產品設計與開發的參考依據。

關鍵詞： 吸濕速干;纖維原料;模糊綜合評判;權重;服裝設計

中圖分類號： TS941.4

文獻標志碼： A

文章編號： 1001-7003（2019）02-0043-07

引用頁碼： 021108

Abstract： In order to provide a better theoretical basis for researches of moisture-absorbing and quick-drying garments， 15 types of fabrics commonly used in the market were selected for test of drip diffusion area， gas permeability， moisture permeability， water absorption rate， wicking height and evaporation before and after washing， and the ranking of moisture absorption and quick-drying performance of fabric was obtained with fuzzy comprehensive evaluation method based on analysis of experimental data. The results show that single-guide wet mesh fabric is the first choice for knitted fabric， and moisture wicking yarn is ideal for woven fabric; the moisture wicking performance is more stable than that of finished fabric， and the advantages and disadvantages of overall performance of fabric and its surface characteristics can be taken as a reference for design and development of moisture-absorbing and quick-drying apparel products for enterprises and designers.

Key words： moisture-absorbing and quick-drying; fiber material; fuzzy comprehensive evaluation; weight; fashion design

近年來，隨著人們生活水平的提高，吸濕速干服裝逐漸受到人們的關注和認可，在穿著過程中具有吸濕、透氣、排汗等功能。特別是在運動類品牌中運用比較普遍，眾多國際服裝品牌如Prada、Armani、BMW、HugoBoss、Escada、Ralph Lauren、Polo等都將吸濕速干功能性面料成功運用于自己的服裝設計中[1]。由于社會經濟的發展，消費者對于面料的功能性需求隨之提升，而關于吸濕速干織物的研究仍然在進行。總后軍需裝備研究所研究人員提出在人體出汗情況下織物熱濕傳遞性能的評價指標，從而為全面評價織物的熱濕傳遞性能提供了依據[2]。Chen Yaping等[3]選擇兩種纖維，根據正交實驗分析三種影響因素，并用灰色近似最優綜合評價方法得到綜合性能最好的面料。法國學者在開發新的牙醫工作服時，在實驗室用紅外攝像機記錄確定唾液、水、碎片等的噴濺區域，并在這些區域選擇配置不同功能性面料[4]。由此可見，織物評價指標的提出、織物性能的綜合評價，以及面料的功能性對于服裝設計的重要作用。

目前國內外針對吸濕速干面料研究主要集中在纖維開發領域，或者針對織物單向性能指標的評價研究，對于織物綜合吸濕速干性能評價研究相對較少。市場上采用吸濕速干纖維材料達到織物的功能性，常用的纖維材料有COOLMAX、丙綸等，也有廠家采用織物后整理的方式達到吸濕速干功能。在織物開發方面，針織和機織吸濕速干面料的研究已取成效，這些面料主要通過紗線原料配比、紗線組合方式、紡織技術等實現其吸濕速干的需求[5]。通常紡織品吸濕速干性能評定包含吸濕性和速干性兩方面。吸濕性包括吸水率、滴水擴散時間、芯吸高度;速干性包括蒸發速率、透濕量。透氣性也是吸濕速干服裝不可忽略的一個重要因素。基于此，本文通過對面料6大性能的測試與分析，在分析吸濕速干面料單項評價指標基礎上，采用模糊綜合評判方法，優選出綜合性能較好的吸濕速干面料，為吸濕速干服裝的設計與開發提供依據。

1?實?驗

1.1?測試樣品

實驗選用市場上10種常用吸濕速干面料，1種涼感面料，1種吸濕排汗面料，以及3種普通面料作為對比實驗。實驗所用面料組織，織物類型，成分及含量、平方米質量、厚度及功能如表1所示。

1.2?測試方法

根據國家標準GB/T21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評定 第1部分 單項組合試驗法》及GB/T5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》要求，進行了織物滴水擴散面積實驗、透濕性實驗、吸水性實驗、芯吸高度實驗、蒸發性實驗、透氣性實驗。織物滴水擴散面積實驗測試儀器采用滴定管、刻度尺;透濕量實驗儀器是SDZF-60型真空干燥箱、天平、透濕杯;吸水率實驗測試儀器采用天平、試樣懸掛裝置、水槽;織物芯吸高度實驗測試儀器采用試樣懸掛裝置、刻度尺、計時器;蒸發速率實驗儀器是天平、滴定管、計時器、試樣懸掛裝置;織物透氣性實驗測試儀器采用YG461E-III全自動透氣量儀。所有被測試樣均在標準環境下靜置24h。測試條件：溫度（25±2）℃，濕度65.0%±5.0%，風速1.00m/s。

2?分析與討論

2.1?滴水擴散面積分析

織物滴水擴散面積計算公式為：

式中：a、b是經向和緯向擴散的長度;S1、S2分別表示織物正反面滴水擴散面積;W表示織物洗滌前后正反面滴水擴散面積的比值。

由圖1可知，15種織物在洗滌前后滴水擴散面積并沒有發生太大變化，正反面滴水擴散面積比值也無突出變化，可見經過洗滌對這15種織物正反面滴水擴散面積無明顯影響。

由圖1（a）（b）可以看出，吸濕速干面料的滴水擴散面積普遍明顯優于普通面料，正反面滴水擴散面積變化比較大且突出的是1#、2#、3#、4#、6#、9#、14#，最大變化可達到69mm2;而普通面料7*、11*、13*的滴水擴散面積幾乎為零，即在測試3s內這類面料很難快速吸收水分，其整體吸濕速干性受到影響。10#吸濕排汗銅氨針織布的滴水擴散面積也幾乎為0，說明其吸濕性并不理想。

2.2?透濕性分析

樣品透濕率計算公式如下：

由圖2可知，14#織物在洗滌前透濕率最大，洗滌后透濕率下降;洗滌前后，2#及13#織物在洗滌后透濕率明顯升高。洗滌前后大部分織物的透濕率變化不大，15#織物洗滌前后透濕率幾乎沒有變化。總體上看，與普通織物相比吸濕速干織物的透濕性沒有明顯優勢。

2.3?吸水性分析

試樣的吸水率按下式計算：

計算結果如圖3所示。

由圖3可以看出，15種織物在洗滌前后吸水率無太大變化，但洗滌后的吸水率都略有提高。所有針織面料的吸濕性均優于機織面料，主要原因是針織用紗線一般捻度較小，針織線圈結構導致面料孔隙率相對較大，因此吸水率相對提高[6]。含有COOLMAX、COOLAIR等吸濕速干纖維或者丙綸原料的針織面料其吸水率均比較高，說明這類功能纖維的運用是有效的。

2.4?芯吸高度分析

圖4為織物洗滌前后經向、緯向芯吸高度對比。

由圖4可以看出，普通面料7*、11*、13*的芯吸高度值都很小，說明織物的芯吸性能比較差，整體吸濕速干性會受到影響。10種吸濕速干面料的芯吸高度值都比較大，芯吸高度最高達到284mm，可以達到功能性需求。而8#涼感面料和10#銅氨針織面料的芯吸高度值并不高，說明其功能性并不明顯。對比圖4（a）（b），可以看出洗滌前后15種織物的芯吸性能基本保持一致，除了7*、10#銅氨針織面料外，其他織物的經向芯吸性能均優于緯向。

2.5?蒸發性分析

樣品在規定時間30min內蒸發率及蒸發速率計算公式如下：

式中：m1為試樣滴水潤濕后質量，g;m2為試樣在滴水潤濕后15s的質量，g;m0為試樣原始質量，g;t為蒸發時間，h;E為水分蒸發率，%;V為水分蒸發速率，g/h。

計算結果如圖5所示。

由圖5可知，普通面料7*、11*、13*的水分蒸發率和蒸發速率相對都比較低，說明普通面料的速干性比較差。10種吸濕速干面料的水分蒸發率和蒸發速率都比較高，其中6#織物的蒸發率明顯高于其他織物，因6#織物厚度和平方米質量都比較小，有利于其水分蒸發。7*、6#、11*織物原料中含有棉或銅氨，纖維素纖維吸濕性好，其水分被織物吸收后不易迅速蒸發，因此水分蒸發率和蒸發速率相對都比較低。

2.6?透氣性分析

圖6為織物洗滌前后透氣量對比。

從圖6可看出，所有針織物的透氣性均優于機織物，主要是針織物孔隙率相對較高，且紗線捻度相對較低導致的。另外，針織物中厚度和平方米質量較小的織物其透氣性相對較好。

3?吸濕速干織物綜合評價

通過對服裝織物單項性能的測試，可以得到織物在某一方面的性能高低。在實際問題中，通常需要考慮多個因素來綜合評價某一織物總體性能的優劣，本文中通過模糊綜合評判方法對15種面料的各項測試性能做綜合評價，獲得各面料綜合吸濕速干性能的優劣排序，為吸濕速干服裝設計開發做參考。本文將織物的透氣率、透濕率、吸水率、芯吸高度、蒸發速率、滴水擴散面積作為單項評價指標，其中芯吸高度取緯向芯吸高度，蒸發性取蒸發速率，滴水擴散面積取反面面積，實驗測試值匯總如表2所示。

首先，建立因素集U。

U=U1，U2，U3，U4，U5，U6，其中U1為透氣率，U2為透濕率，U3為吸水率，U4為芯吸高度，U5為蒸發速率，U6為滴水擴散面積。

然后，確定評判集V。

V=（V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10，V11，V12，V13，V14，V15）分別對應于1～15種織物[7]。

第三，建立評判矩陣R。

本文采用數據經歸一化處理方法確定評判矩陣，根據各指標實際意義，所有指標均按照越大越優原則做極差標準化處理[8-9]，消除各測試指標量綱和數量級所產生的誤差。

rij=uij-ujminujmax-ujmin（7）

式中：uij表示原始測試數值，ujmin原始測試數據的最小值，ujmax表示原始測試數據的最大值，得到評判矩陣R[10]。

第四，權重計算。

本文采用均方差法確定各因素的權重系數：

各因素的均方差：

求各指標權重：

計算得到權重A=[0.16?0.15?0.17?0.170.17?0.19]。

最后計算綜合評判結果B=A·R，從而得到15種面料吸濕速干性能比較排序，結果如表3所示。

由模糊綜合評價得到15種面料吸濕速干性能綜合比較排序為：14#>3#>2#>4#>9#>6#>5#>1#>15#>13*>12#>8#>7*>10#>11*。

由表3可以看出：1）吸濕速干面料整體綜合性能明顯優于普通面料，這也反映了當前市場上吸濕速干面料受歡迎暢銷的原因。2）針織布中，集圈組織針織布整體吸濕速干性能明顯優于緯平針組織;機織布中，斜紋組織機織布吸濕速干性能略優于平紋織物，斜紋織物可通過吸濕排汗后整理達到較好的吸濕速干性，且原料為吸濕排汗紗線的織物綜合吸濕速干性能更好。3）吸濕速干纖維如COOLMAX、丙綸、COOLAIR表現出優異的吸濕速干性能，比普通纖維如滌綸、錦綸、氨綸的吸濕速干性更好。4）后整理織物比采用吸濕速干纖維織物達到的整體綜合性能要好，但洗滌前后的各項性能表現的不太穩定。5）9#、14#、15#都為100%滌綸，斜紋布，機織布。平方米質量排序：14#>9#>15#，吸濕速干性能排序：14#>9#>15#。14#織物經過吸濕排汗后整理，9#織物原料為吸濕排汗紗線，15#織物同樣為吸濕排汗紗線面料。因而得出：普通織物確實可通過后整理具有吸濕速干性能，織物平方米質量和原料對織物的吸濕速干性能產生重要作用。

根據以上分析，3#和9#更適合用來制作吸濕速干服裝;10#織物的吸濕速干能力較差，但其面料組成有銅氨長絲，織物具有涼爽感，因此可用來制作涼爽型服裝;11*為普通織物且吸濕速干性能最差，因此不適合用來制作功能性服裝。

4?結?論

在實驗室對15種織物進行了滴水擴散面積、吸水率、芯吸高度、透濕性、蒸發性、透氣性測試，運用均方差求權重的多指標模糊綜合評判法獲得織物綜合吸濕速干性能優劣的排序。分析可知，目前吸濕速干面料吸濕速干綜合性能明顯比普通面料要好。其中2#、3#是針織物里吸濕速干性能最強，11*織物最差;14#、9#織物是機織物里吸濕速干性能最強，9#織物吸濕排汗性能更穩定，12#織物最差。根據本文研究結果，在市場上選購吸濕速干服裝面料時，在所選材質和面料中，針織面料中單向導濕網格面料是首選;機織面料可選擇原料為吸濕排汗紗線的面料，吸濕排汗性能比經過后整理的織物更為穩定。企業和設計師可參照此研究進行吸濕速干服裝產品的設計與開發，同時消費者選購吸濕速干服裝和面料時也可以此作為參考。

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