春夏針織運動面料手感性能的研究

近年來，隨著人們健康意識強化，尤其受疫情的持續發展的影響，健康運動引發了公眾的廣泛關注，運動服飾已成為生活必備品。消費者對運動服飾的要求越來越高，不僅要求產品具有吸濕速干、防風、抗紫外線、防風等特殊功能，手感性能也成為消費者形成購買意向的主要參考因素之一。當前，市場上運動面料種類繁多、款式多樣，不同品類的運動服裝對手感性能的要求不一樣[1]，但基本基于對產品本身商業賣點的宣傳，尚沒有對手感性能進行系統性闡述，也沒有統一的手感性能表征與評價的指標。如何在面料主觀手感評價的基礎上，將面料進行系統物理量測試以及將面料的主觀評價和客觀量化數據相統一，是目前產業缺乏的一項基礎工作。

本文選取市場上15種春夏針織運動面料進行手感性能的表征與評價研究，確定春夏針織運動面料手感性能的影響因素和各個指標的閾值范圍，有助于指導面料生產者科學地設計和生產面料，也有助于指導服裝設計者合理地選擇和使用面料[2]。

1 試驗材料與儀器

選取5種不同纖維成分，且主觀評價不同的各3塊春夏針織運動面料進行測試，樣品信息如表1所示。

表1 試驗用針織運動面料信息

試驗儀器：FTT織物觸感測試儀M292型，英國SDL Atlas公司 ；電腦式織物透濕儀YG601H-Ⅲ型，寧波紡儀；電子天平SQP型，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；透濕杯；標準圓片沖刀；量程為50mL的量筒。

2 試驗方法

2.1 樣品準備和調濕

（1）透濕性測試樣品準備：樣品在距布邊1/10幅寬、距匹端2m外截取3塊直徑70mm的試樣。

（2）其他性能測試樣品準備：樣品在距布邊1/10幅寬、距匹端2m外截取邊長各為310mm的L形的平整樣品進行測試。

（3）試樣調濕：將試樣放在溫度（20±2）℃、相對濕度（65±5）%的恒溫恒濕室調濕24h。

2.2 客觀測試方法

（1）透濕性測試方法：參照GB/T 12704.2—2009《紡織品 織物透濕性試驗方法 第2部分：蒸發法》標準的方法A測試不同樣品的透濕率。

（2）其他性能測試方法：用FTT織物觸感測試儀，測試不同面料的粗糙度振幅、最大熱流量、熱導率和單位撓曲力功[3]。

3 試驗結果與討論

3.1 表面粗糙度對織物手感性能的影響

表面粗糙度振幅是指織物表面突出毛羽的平均高度，即模擬人手觸摸面料刺癢感。本文依次測量15種春夏針織運動面料的粗糙度振幅。織物粗糙振幅結果如圖1所示。

圖1 表面粗糙度測試結果

從圖1（a）可以看出，對于相同纖維成分的織物，手感性能越好，表面粗糙度振幅數值越小。棉織物和聚酯纖維織物不同手感性能等級織物的表面粗糙度振幅變化范圍較大，錦綸織物中不同手感性能等級織物表面粗糙度振幅變化范圍較小。棉纖維是短纖維，棉織物在生產過程中需進行燒毛處理，處理效果不同，其表面毛羽程度區別明顯；聚酯纖維的品種繁多，不同品種聚酯纖維的截面形狀、化學結構存在很大差異，表面光滑度區別明顯；故不同的棉織物和聚酯纖維織物的表面粗糙度振幅區別明顯。目前市場上主要應用的錦綸纖維為錦綸6和錦綸66，兩種品種的錦綸分子鏈結構都比較規整，無龐大的側基，顯微鏡下縱向光滑平直，表面光滑度好，故不同的錦綸織物表面粗糙度振幅無明顯區別。

由上述分析可知，織物粗糙度振幅和手感性能有一定映射關系，表面粗糙度振幅小，人手觸摸時無明顯刺癢感。從圖1（b）可以看出表面粗糙度振幅和手感性能有明顯區分范圍，表面粗糙度振幅＜50μm時，手感性能好。

3.2 最大熱流量對織物手感性能的影響

最大熱流量指在試樣兩面和上下夾持面保持規定的溫差條件下，試樣在壓縮回彈過程中，所傳遞的最大熱流量，即模擬人手接觸織物瞬間涼爽感。依次測量15種春夏針織運動面料的最大熱流量。織物最大熱流量結果如圖2所示。

圖2 最大熱流量結果

從圖2（a）可以看出，對于相同纖維成分的織物，手感性能好的織物相較于手感性能差的織物最大熱流量數值更大，Qmax越大，織物給人的感受越涼爽。織物最大熱流量和手感性能有一定映射關系，最大熱流量數值大，人手觸摸織物時涼感明顯。由圖2（b）可以看出織物最大熱流量和手感性能有明顯區分范圍，Qmax＞1100W/mm2時，手感性能好。

由上述分析可以發現織物最大熱流量和織物粗糙度振幅與手感性能的映射關系相同，故對最大熱流量和表面織物粗糙度振幅關系進行分析，得到圖3。

手感性能差的織物表面粗糙、毛羽較多，其與皮膚之間的接觸面積小，且中間的空氣多，熱阻大，導熱慢，所以皮膚涼感差[4]。但是，粗糙度不是織物涼爽感的主要影響因素。由圖3（a）可以看出，手感性能優的不同纖維成分的織物，滌綸織物比棉織物表面粗糙度振幅數值小，但是滌綸織物比棉織物涼爽感差。由圖3（b）可以發現織物熱導率：棉氨＞100%棉＞錦氨＞滌氨＞100%聚酯纖維，說明織物的熱導率主要取決于織物纖維成分，且熱導率越大熱量傳導速度越快，織物涼感越明顯，棉纖維的熱導率大于滌綸纖維，故滌綸織物比棉織物涼爽感差。

3.3 單位撓曲力功對織物手感性能的影響

單位撓曲力功是使單位厚度試樣彎曲到一定弧度的過程中，所需要做的功，在彎曲過程中彎曲弧度越大，單位撓曲力功越大。依次測量5種春夏針織運動面料的單位撓曲力功。織物單位撓曲力功結果如圖4所示。

從圖4（a）可以發現手感性能好的織物相較于手感性能差的織物單位撓曲力功更大，織物的彎曲柔軟性能越好，織物穿著時人體活動自由、靈活。

本文測試樣品為針織面料，針織面料編織過程中，紗線受到彎曲和拉伸而產生變形，并且獲得與線圈形狀相近的彎曲狀態，由此使得針織面料大多具有很好的彎曲柔軟性能。從圖4（b）可以發現，織物單位撓曲力功和手感性能無明顯區分范圍。

圖4 單位撓曲力功結果

3.4 織物吸濕性能

透濕率指在試樣兩面保持規定的溫濕度條件下，單位水蒸氣壓差下，規定時間內垂直通過單位面積試樣的水蒸氣質量。依次測量5種春夏針織運動面料的透濕率，透濕率結果如圖5所示。

圖5 透濕率結果

從圖5（a）可以發現，除棉氨織物之外，手感性能越好，透濕率越大，織物的吸濕性能越好，人體穿著越舒適[5]。手感性能主觀評價時，對織物粗糙度、涼爽感、彎曲柔軟性能和吸濕性能進行綜合性考量，由圖1（a）可知親膚性差的棉氨織物的表面粗糙度振幅大，織物表面毛羽多，人體用手觸摸織物時對粗糙度敏感度強，在手感觸摸織物的短暫過程中對吸濕性能的敏感度相對差。從圖5（b）可以看出，織物透濕率和手感性能無明顯區分范圍。

4 結論

（1）對不同手感性能等級的5種春夏針織運動面料來說，織物表面粗糙度振幅、最大熱流量對織物的手感性能有顯著影響，表面粗糙度振幅小和最大熱流量大，織物表面毛羽少和涼爽感明顯，手感性能好。同時，表面粗糙度振幅、最大熱流量和手感性能有明顯區分范圍，當表面粗糙度振幅＜50μm、Qmax＞1100W/mm2時，織物手感性能好。

（2）通過表面粗糙度振幅、熱導率與織物最大熱流量的關系分析，發現表面粗糙度振幅和熱導率對織物最大熱流量有明顯影響，手感性能差的織物表面粗糙、毛羽較多，其與皮膚之間的接觸面積小，且中間的空氣多，熱阻大，導熱慢，皮膚涼感差；[4]織物熱導率越大，導熱越快，涼爽感越明顯，且織物熱導率主要取決于織物纖維成分。

（3）對不同手感性能等級的5種春夏針織運動面料來說，單位撓曲力功和透濕率對織物手感性能有一定影響，單位撓曲力大和透濕率大，織物彎曲柔軟性和吸濕性好，手感性能好，但是，單位撓曲力大、透濕率大和手感性能無明顯區分范圍。