羊毛/羊絨/莫代爾纖維混紡針織物熱濕舒適性能綜合評價

張鵬芳，王利平

(內蒙古工業大學 輕工與紡織學院，內蒙古 呼和浩特 010100)

服裝面料舒適性能的評價方法主要有主觀評價法、客觀評價法和綜合評價法。主觀評價法是指測試者穿著不同服裝在不同溫度、濕度環境中，對服裝舒適性的主觀評價[1]。但由于個人的心理情況差異，誤差較大，所以目前服裝舒適性的主觀評價方法多作為物理指標評價法的補充。客觀評價法中最常用的就是物理指標評價法，即通過測試數據對服裝舒適性進行評價的方法[2-3]。基礎物理學試驗可以分別評價服裝材料和簡單服裝系統的多個舒適性指標，但難以將多個舒適性指標整體考慮，得出真實服裝系統舒適性能的具體結論。綜合評價法是指結合主觀評價法與物理實驗評價法的評價方法[4]。

更加精確、全面地評價服裝熱濕舒適性，是服裝材料熱濕舒適性評價的發展趨勢。最基本的就是結合主觀評價方法和客觀評價方法，在此基礎上主觀評價要加強著裝實驗的生理機制研究，建立一個比較完善或公認的標尺并且擴展不同環境中的主觀評價[5]；而提高客觀評價方法的關鍵在于改進和研制檢測儀器，建立合理的物理參數和數學模型[5]。為客觀綜合評價混紡毛織物熱濕舒適性能，本文將絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維混紡并織制緯平針針組織針織物，對其熱濕舒適性進行測試，分析不同纖維混紡比對針織物熱濕舒適性能的影響。

1 實驗部分

1.1 材料與設備

首先將絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維以6種不同的混紡比紡制成38.46 tex×2股紗，然后分別織制緯平針組織針織物試樣，測試各試樣的6個物理指標：透氣率、透濕率、克羅值、回潮率、散濕速率和芯吸高度[6-7]。纖維性能參數如表1所示，試樣混紡比如表2所示。

表1 纖維參數

表2 試樣混紡比 %

1.2 織物性能測試

1.2.1 透氣率

試樣透氣率測試在恒溫(20 ℃)，恒濕(相對濕度65%)條件下用YG461E型電腦式透氣性測試儀，依據GB/T 5453—1997《紡織品 織物透氣性的測定》進行測試，試樣尺寸為30 cm×30 cm，測試壓強為100 Pa，調濕平衡24 h。同一試樣選不同部位測試10次，取平均值。

1.2.2 透濕率

試樣透濕率測試在恒溫(20 ℃)恒濕(相對濕度65%)條件下，用YG601型織物透濕儀，依據GB/T 12704.1—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2部分：蒸發法》進行測試，測試時試驗箱內溫度(38±2)℃，相對濕度為50%±2%，氣流速度0.3 m/s，測試選用3塊直徑為7 cm的試樣，最后取3塊試樣測試結果的平均值。

1.2.3 克羅值

試樣克羅值測試在溫度20 ℃，相對濕度65%，空氣流速1 m/s條件下，用YG(B)606E型織物保溫性能測試儀，依據GB/T 11048—2008《紡織品 生理舒適性 穩定條件下熱阻和濕阻的測定》進行測試，選用3塊試樣尺寸為30 cm×30 cm的試樣進行測試，最后取3塊試樣測試結果的平均值。

1.2.4 回潮率

回潮率是指在規定條件下測得的紡織材料中水分含量，以試樣烘前質量與烘干質量的差數比烘干質量的百分率表示。含水率是指在規定條件下測得的紡織材料中水分含量，以試樣烘前質量與烘干質量的差數比烘前質量的百分率表示。

R=100M/(100-M)×100%

M=100R/(100+R)×100%

式中：R為回潮率，%；M為含水率，%。

調濕和試驗用標準大氣依據GB/T 6529—2008《紡織品 調濕和試驗用標準大氣》環境風速0.5 ～0.7 m/s，室內無明顯熱輻射源。依據GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定 烘箱干燥法》進行測試，選用3塊20 cm×20 cm的試樣進行測試，最后取3塊試樣測試結果的平均值。

1.2.5 散濕速率

各試樣散濕速率測試在恒溫(20 ℃)，恒濕(相對濕度65%)條件下進行，將制備好的試樣剪成9 cm×9 cm的大小，固定在鐵絲網上。試樣在水中浸泡20 min后取出，待試樣無水滴下后，放置在托盤上，正面向上進行單面散濕。每隔1 min在最小稱量為1 mg的電子天平上稱取試樣質量，直至達到試樣初始質量為止，每種織物重復操作5次[8]，取平均值。

1.2.6 芯吸高度

試樣均在溫度(20±2)℃、相對濕度65%±3%的標準大氣調濕24 h，并在此環境條件下進行芯吸高度測試，依據FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細效應試驗方法》，試樣在距離布邊1/10幅寬處選取，在橫、縱向的左、中、右部位分別至少各剪取1條試樣，每條試樣長度不小于250 mm，有效寬度為30 mm，并且保證沿試樣長度方向的邊紗為完整的紗線，最后取3塊試樣測試結果的平均值。試驗裝置如圖1所示，圖中a表示用于盛裝三級水的容器至少50 mm；b為待測試樣的下端8～10 mm處安裝上張力夾；c表示待測試樣的下端位于液面以下(15±2) mm。

1—底座；2—試樣；3—垂直支架；4—橫梁架；5—夾子(可調節)；6—標尺；7—容器；8—張力夾。圖1 毛細效應試驗裝置示意圖

2 結果與分析

2.1 測試結果

各試樣熱濕舒適性能測試結果見表3。可以看出當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為60∶20∶20時；6#試樣透氣率、克羅值達到最大，當混紡比為20∶20∶60時，1#試樣透濕率、回潮率達到最大，散濕速率相對較優，芯吸高度最高時的纖維混比為絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維20∶60∶20(3#試樣)。

表3 試樣熱濕舒適性能測試結果

2.2 指標權重

變異系數法是一種客觀賦權的方法，是通過用各項指標所包含的信息，計算得到指標的權重[9-10]。變異系數法賦權的計算式為：

試樣的透氣率、透濕率、克羅值、回潮率、散濕速率和芯吸高度6個物理指標的權重值可計算得到。試樣物理指標權重值見表4。

表4 試樣6個物理指標權重值

3 熱濕舒適性能綜合評價

3.1 歸一化處理

為綜合評價不同混紡比針織物試樣的熱濕舒適性能，對各個試樣2個指標的測試結果進行歸一化處理。不同混紡比試樣各性能指數對比見圖2。可以看出，不同混紡比緯平針組織試樣的透氣率、透濕率、克羅值、回潮率、散濕速率和芯吸高度6個指標的相對數值大小。當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為20∶40∶40(2#試樣)、20∶60∶20(3#試樣)時，緯平針組織試樣的綜合熱濕舒適性能整體較好。

圖2 不同混紡比試樣各性能指數對比

3.2 綜合評價指數

根據表4計算所得的各物理指標權重值可得到不同混紡比緯平針組織針織物試樣綜合靜態熱濕舒適性能Y緯平與單個物理指標yi(i=1，2，…，6)的關系式為：

Y緯平=0.128y1+0.095y2+0.188y3+0.174y4+0.183y5+0.232y6

根據測試結果，各指標中混紡比試樣的芯吸高度數值相差最大，離散程度最高，說明對于緯平針組織結構織物，芯吸高度是最難以實現的指標，因此芯吸高度所占權重最大；回潮率和克羅值所占權重次之。

當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為20∶20∶60時，1#試樣綜合熱濕舒適性能指數Y緯平(1#)為：

Y緯平(1#)=0.128y1+0.095y2+0.188y3+0.174y4+0.183y5+0.232y6=0.163

同理可得其他混紡比緯平針織物的綜合熱濕舒適性能指數分別為：Y緯平(2#)=0.176；Y緯平(3#)=0.182；Y緯平(4#)=0.150；Y緯平(5#)=0.167；Y緯平(6#)=0.163。

由此可得，當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為20∶60∶20時，3#試樣的綜合熱濕舒適性能達到最優，混紡比為20∶40∶40時，2#緯平試樣的綜合熱濕舒適性能次之，混紡比為40∶20∶40時，4#緯平試樣的綜合熱濕舒適性能相對比最差。分析發現，綜合熱濕舒適性能最優時，試樣中無毛絨纖維比例最大，而當無毛絨纖維比例僅占20%時，試樣綜合熱濕舒適性能最差，這是因為無毛絨纖維保暖性、吸濕性等性能在絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維這3種纖維中相對較佳。

4 結 論

本文將絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維以不同比例混紡并制成織物試樣，然后對各試樣熱濕舒適性能進行測試并分析測試結果，得到以下結論。

①當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為60∶20∶20時，6#試樣透氣率、克羅值較大；當混紡比為20∶20∶60時，1#試樣透濕率、回潮率較大，散濕速率相對較優；當混紡比為20∶60∶20時，3#試樣芯吸高度相對最高，此時3#試樣中無毛絨含量最高。

②變異系數法對影響針織物熱濕舒適性能的各個物理指標賦權后，可得到羊毛/羊絨/莫代爾纖維混紡針織物熱濕舒適性綜合評價指數的計算公式為：

Y緯平=0.128y1+0.095y2+0.188y3+0.174y4+0.183y5+0.232y6

③當絲光羊毛條、無毛絨和莫代爾纖維的混紡比為20∶60∶20時，3#試樣的綜合熱濕舒適性能相比達到最優，混紡比為20∶40∶40時，2#試樣的綜合熱濕舒適性能次之；混紡比為40∶20∶40時，4#試樣的綜合熱濕舒適性能相對最差。