新型絮料與傳統絮料服用舒適性的灰色近優評價

代萌婷，屠 曄

(1.浙江理工大學 服裝學院，浙江 杭州 310018；2.浙江理工大學 國際教育學院，浙江 杭州 310018)

絮料作為冬季防寒服的填充材料，其服用舒適性能的優劣對防寒服的品質起到決定性作用。在目前的填充絮料市場，防寒服使用較多的是90%羽絨、70%羽絨、中空聚酯纖維、聚酯纖維等傳統材料制成的絮料[1]，此類材料在服用舒適性上存在一定局限[2]。隨著科技的發展，一些新型保暖材料也逐漸出現，例如吸濕發熱纖維[3]、咖啡碳纖維[4]、Sorona生物基材料[5]、芯鞘型復合纖維[6]、智能調溫纖維[7]，其性能表現優異，具有很大的市場發展潛力。為了對比新型絮料和傳統絮料之間的性能差異，王麗莎等[8]對新型絮料生物絨和傳統絮料羽絨的保暖性和壓縮性進行對比，發現羽絨在各項性能上均優于生物絨。馬施瓊等[9]用模糊排序法對比了羽絨、單孔中空滌綸等5種絮料在保暖性、吸濕性、透氣性能上的差異，結果表明：在選定賦權時，絮料綜合舒適性排序依次為蠶絲、羊毛、羽絨、棉纖維、單孔中空滌綸纖維。目前，對于新型絮料與傳統絮料的評價研究，大多集中在對比某單一性能，對絮料整體服用舒適性能研究較少。

本文選用5種新型絮料和4種常用的傳統絮料，通過測試二類絮料的保暖性、蓬松性、壓縮回復性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性，采用灰色理論中的灰色近優綜合評判法計算得出近優度，根據近優度評價各個絮料的服用舒適性；再利用灰色關聯判斷各指標與近優度的關聯性，找出影響絮料服用舒適性的主要因素，以期為新型絮料的開發與應用提供理論參考。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

試驗原料為5種新型絮料和4種傳統絮料，均來自山東奧絨服裝公司和恒豐化纖科技公司。

因試樣原料多呈松散絮狀形態，不能直接在儀器上進行測試，故用春亞紡(面料成分為100 %滌綸，面密度102 g/m2，經向密度為228 g/(10 cm)，緯向密度為157 g/(10 cm)，單紗線密度為8.3 tex的2合股紗線)縫制成30 cm×30 cm正方形試驗袋，在試驗袋一側留8 cm小孔充絮，絮料填充量均為10.8 g。將裝有絮料的試驗袋作為試樣，分別編號為1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#。絮料成分及來源見表1。

表1 絮料成分及來源

1.2 測試方法

紡織材料的服用性能包括基本性能與舒適性能。基本性能包括斷裂強度、耐磨性等，舒適性能包括熱傳遞、透水性、織物風格等[10]。絮料作為防寒服的中間層材料，其服用舒適性主要包括保暖性、蓬松性、壓縮回復性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性。

1.2.1 保暖性測試

絮料的保暖性用保溫率、傳熱系數、克羅值3個指標來判定。根據標準GB/T 11048—2008《紡織品生理舒適性 穩態條件下熱阻和濕阻的測定》，選用YG606D型紡織品保暖測試儀(寧波紡織儀器廠)進行測試。

1.2.2 壓縮性測試

絮料的壓縮性能評定指標：壓縮功WC、壓縮回復率RC和壓縮線性度LC，這3個指標分別代表了絮料的蓬松性、壓縮回復性和柔軟性。參照FZ/T 01051—1998《紡織材料和紡織制品 壓縮性能》，選用KES-FB3A型壓縮測試儀(日本加多技術有限公司)對試樣的壓縮性能進行測試。

1.2.3 遠紅外溫升性測試

絮料具有良好的遠紅外輻射溫升性能時，在一定條件下可提升該絮料制成防寒服的保暖性。根據GB/T 30127—2013《紡織品遠紅外性能的檢測和評價》，選用NF2031紡織品遠紅外輻射溫升測試儀(寧波紡織儀器廠)對9種試樣的遠紅外溫升性能進行測試。將絮料均勻的鋪成厚度30 mm，直徑60 mm的圓柱形絮片，設定儀器的輻射源功率為150 W，記錄輻照30 s的試樣表面溫度升高值。

1.2.4 透氣性測試

絮料透氣性的優劣由透氣率的高低來反映，即氣流垂直通過絮料的速率。透氣率過高，服裝內的空氣容易形成對流散熱，從而降低保暖性；透氣率過低，服裝內外空氣難以交換，人體易產生悶熱感。根據標準GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》，選用FX 3300 Lab Air型全自動透氣性能測試儀(瑞士TEXTEST AG公司)測試9種試樣的透氣性。

2 結果與分析

2.1 測試結果

9種試樣性能測試結果如表2所示。

表2 絮料性能測試結果

保暖性：保溫率與克羅值越大、傳熱系數越小表示絮料的保暖性越好。9種試樣的保暖性依次為 6#>1#>2#>3#>4#>7#>8#>5#>9#。比較可知，由中空聚酯纖維制成的試樣8#在保暖性上優于聚酯纖維制成的試樣9#，聚酯纖維加入新型纖維后，絮料的保暖性能會有大幅提升，且試樣1#和試樣2#的保暖性在新型絮料試樣中最優，接近試樣6#，試樣3#和試樣4#的保暖性也優于試樣7#，在加入相同比例的新型纖維時，保暖性提升最少的是試樣5#。

壓縮性：壓縮功WC數值越大，絮料越蓬松；壓縮回復率RC數值越大，絮料彈性越好；壓縮線性度LC數值越小，絮料被壓縮至單位厚度所需的壓力越小。分析以上3個指標，9種試樣的WC數值排序為6#>7#>3#>2#>5#>1#>4#>8#>9#，可以看出試樣6#和試樣7#的蓬松性最好，試樣8#和試樣9#的蓬松性最差，5種新型絮料試樣的蓬松性介于二者之間；9種試樣的RC數值排序為6#>4#>7#>2#>8#>3#>9#>1#>5#，由此可以看出在壓縮回復性能上，新型絮料試樣和傳統絮料試樣無較大差異；9種試樣的LC數值排序為6#>7#>8#>3#>5#>2#>1#>4#>9#。可以看出試樣6#和試樣7#的壓縮線性度最大，5種新型絮料試樣和試樣8#、試樣9#在壓縮線性度上無較大差異，且介于二者之間。

遠紅外溫升性：根據GB/T 30127—2013《紡織品遠紅外性能的檢測和評價》，疏松類樣品遠紅外發射率≥0.83，輻射升溫≥1.7 ℃，試樣具有遠紅外性能。由表2可以看出在150 W的輻射源照射30 s后，9種試樣的溫升數值排序依次為4#>2#>3#>1#>5#=8#>6#>7#>9#。可知5種新型絮料試樣在30 s輻射溫升遠大于1.7 ℃，優于傳統絮料試樣的輻射溫升，在有日照的環境中可增加防寒服的蓄熱保暖能力。對比5種新型絮料試樣，可以看出試樣2#和試樣4#輻射溫升性能最優，試樣1#、3#、5#輻射溫升性能相對較弱。

透氣性：透氣率越大，絮料的透氣性能越好。試樣9種的透氣性依次為9#>5#>8#>2#>4#>1#>3#>6#>7#。可知試樣9#透氣性能最優，其次為試樣5#和試樣8#；在新型絮料試樣中，試樣1#、2#、3#、4#的透氣性無較大差異，且均遠低于試樣5#，由此可以看出加入智能調溫纖維的絮料試樣在透氣性上優于加入其他新型纖維的絮料試樣。

由表2可知，絮料的服用舒適性受多種因素影響，且不同指標反映的性能有所差異，需要進一步的綜合評價確定其優劣性。

2.2 灰色近優綜合評價

2.2.1 建立灰色近優模型

選用灰色近優綜合評價法對9種試樣服用舒適性能的優劣進行評價。該方法具有樣本需求量小、對分布服從無要求、避免賦權不同時對判定結果的干擾、定量分析結果與定性分析結果相同等優勢[11]，廣泛應用于紡織服裝性能評價過程中，計算方法如下：

首先建立灰矩陣模型Rn×m，見式(1)：

(1)

式中：Rn×m是指第m種試樣的第n個質量的灰元值[12]。Ai(i=1,2，…，n)為試樣的評價指標，m為測試試樣個數。

(2)

(3)

單點效果測度換算方式主要有下限效果測度(適用于指標越小越優型)、中限效果測度(適用于指標適中型)和上限效果測度(適用于指標越大越優型)3種。

下限效果測度換算為：

(4)

中限效果測度換算為：

(5)

式中：μ0為該行中評價指標的均值。

上限效果測度換算為：

(6)

(7)

按照式(7)計算綜合近優度，并對其進行排列，綜合近優度數值在0～1之間，且數值越接近1，表明試樣綜合性能越好。

2.2.2 絮料服用舒適性能的綜合評價

根據式(7)計算9種試樣的近優度，列出近優度白化灰元行矩陣：

對9種試樣的近優度從大到小進行排序，可知新型絮料試樣和傳統絮料試樣服用舒適性能的優劣順序為2#>4#>3#>1#>6#>5#>7#>8#>9#。由此得出咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料服用舒適性能最優，聚酯纖維絮料服用舒適性能最差。90%羽絨作為市面上性能較優的傳統絮料，在綜合性能排名上低于新型絮料中的吸濕發熱纖維/聚酯纖維絮料、咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料、Sorona生物基材料/聚酯纖維絮料、芯鞘復合型纖維/聚酯纖維絮料。

利用灰色關聯[14]分析6項測試指標與近優度間的關聯度，可得到各項測試指標對絮料服用舒適性評價的影響程度。根據表2測試結果，絮料性能測試數據分別對應i(i=1，2，…，6)個指標和j(j=1，2，…，9)個試樣，得到數據Ri×j。記絮料試樣綜合近優度為母序列，其余為子序列，得到測試指標對近優度的關聯度數值，即保暖性(0.806 2)、蓬松性(0.713 8)、壓縮回復性(0.686 8)、柔軟性(0.700 4)、遠紅外溫升性(0.612 4)、透氣性(0.716 2)。結果表明：保暖性對絮料服用舒適性能的影響最大，其次是透氣性、蓬松性、柔軟性、壓縮回復性，遠紅外溫升性對絮料服用舒適性能的影響相對較小。因此企業在選用服用絮料時，應著重考慮絮料的保暖性、透氣性和蓬松性。

3 結束語

為了客觀合理評價新型絮料與傳統絮料的服用舒適性，測試9種試樣的保暖性、蓬松性、壓縮回復性、柔軟性、遠紅外溫升性、透氣性，運用灰色近優和灰色關聯得到試樣服用舒適性的綜合評價，結果如下：

①利用灰色近優綜合評價法獲得9種試樣服用舒適性優劣依次為：咖啡碳纖維/聚酯纖維絮料、芯鞘復合型纖維/聚酯纖維絮料、Sorona生物基材料/聚酯纖維絮料、吸濕發熱纖維/聚酯纖維絮料、90%羽絨絮料、智能調溫纖維/聚酯纖維絮料、70%羽絨絮料、中空聚酯纖維絮料、聚酯纖維絮料。由此可以認為，新型絮料的服用舒適性總體優于傳統絮料。

②通過灰色關聯分析各測試指標對絮料服用舒適性能評價的影響，保暖性對絮料的服用舒適性能影響最大，對近優度的關聯度數值為0.806 2，其次為透氣性、蓬松性、柔軟性、壓縮回復性，遠紅外溫升性對絮料的服用舒適性能影響相對較小，對近優度的關聯度數值為0.612 4。