羊毛/羊绒/莫代尔纤维混纺针织物热湿舒适性能综合评价

张鹏芳，王利平

(内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010100)

服装面料舒适性能的评价方法主要有主观评价法、客观评价法和综合评价法。主观评价法是指测试者穿着不同服装在不同温度、湿度环境中，对服装舒适性的主观评价[1]。但由于个人的心理情况差异，误差较大，所以目前服装舒适性的主观评价方法多作为物理指标评价法的补充。客观评价法中最常用的就是物理指标评价法，即通过测试数据对服装舒适性进行评价的方法[2-3]。基础物理学试验可以分别评价服装材料和简单服装系统的多个舒适性指标，但难以将多个舒适性指标整体考虑，得出真实服装系统舒适性能的具体结论。综合评价法是指结合主观评价法与物理实验评价法的评价方法[4]。

更加精确、全面地评价服装热湿舒适性，是服装材料热湿舒适性评价的发展趋势。最基本的就是结合主观评价方法和客观评价方法，在此基础上主观评价要加强着装实验的生理机制研究，建立一个比较完善或公认的标尺并且扩展不同环境中的主观评价[5]；而提高客观评价方法的关键在于改进和研制检测仪器，建立合理的物理参数和数学模型[5]。为客观综合评价混纺毛织物热湿舒适性能，本文将丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维混纺并织制纬平针针组织针织物，对其热湿舒适性进行测试，分析不同纤维混纺比对针织物热湿舒适性能的影响。

1 实验部分

1.1 材料与设备

首先将丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维以6种不同的混纺比纺制成38.46 tex×2股纱，然后分别织制纬平针组织针织物试样，测试各试样的6个物理指标：透气率、透湿率、克罗值、回潮率、散湿速率和芯吸高度[6-7]。纤维性能参数如表1所示，试样混纺比如表2所示。

表1 纤维参数

表2 试样混纺比 %

1.2 织物性能测试

1.2.1 透气率

试样透气率测试在恒温(20 ℃)，恒湿(相对湿度65%)条件下用YG461E型电脑式透气性测试仪，依据GB/T 5453—1997《纺织品 织物透气性的测定》进行测试，试样尺寸为30 cm×30 cm，测试压强为100 Pa，调湿平衡24 h。同一试样选不同部位测试10次，取平均值。

1.2.2 透湿率

试样透湿率测试在恒温(20 ℃)恒湿(相对湿度65%)条件下，用YG601型织物透湿仪，依据GB/T 12704.1—2009《纺织品 织物透湿性试验方法 第2部分：蒸发法》进行测试，测试时试验箱内温度(38±2)℃，相对湿度为50%±2%，气流速度0.3 m/s，测试选用3块直径为7 cm的试样，最后取3块试样测试结果的平均值。

1.2.3 克罗值

试样克罗值测试在温度20 ℃，相对湿度65%，空气流速1 m/s条件下，用YG(B)606E型织物保温性能测试仪，依据GB/T 11048—2008《纺织品 生理舒适性 稳定条件下热阻和湿阻的测定》进行测试，选用3块试样尺寸为30 cm×30 cm的试样进行测试，最后取3块试样测试结果的平均值。

1.2.4 回潮率

回潮率是指在规定条件下测得的纺织材料中水分含量，以试样烘前质量与烘干质量的差数比烘干质量的百分率表示。含水率是指在规定条件下测得的纺织材料中水分含量，以试样烘前质量与烘干质量的差数比烘前质量的百分率表示。

R=100M/(100-M)×100%

M=100R/(100+R)×100%

式中：R为回潮率，%；M为含水率，%。

调湿和试验用标准大气依据GB/T 6529—2008《纺织品 调湿和试验用标准大气》环境风速0.5 ～0.7 m/s，室内无明显热辐射源。依据GB/T 9995—1997《纺织材料含水率和回潮率的测定 烘箱干燥法》进行测试，选用3块20 cm×20 cm的试样进行测试，最后取3块试样测试结果的平均值。

1.2.5 散湿速率

各试样散湿速率测试在恒温(20 ℃)，恒湿(相对湿度65%)条件下进行，将制备好的试样剪成9 cm×9 cm的大小，固定在铁丝网上。试样在水中浸泡20 min后取出，待试样无水滴下后，放置在托盘上，正面向上进行单面散湿。每隔1 min在最小称量为1 mg的电子天平上称取试样质量，直至达到试样初始质量为止，每种织物重复操作5次[8]，取平均值。

1.2.6 芯吸高度

试样均在温度(20±2)℃、相对湿度65%±3%的标准大气调湿24 h，并在此环境条件下进行芯吸高度测试，依据FZ/T 01071—2008《纺织品 毛细效应试验方法》，试样在距离布边1/10幅宽处选取，在横、纵向的左、中、右部位分别至少各剪取1条试样，每条试样长度不小于250 mm，有效宽度为30 mm，并且保证沿试样长度方向的边纱为完整的纱线，最后取3块试样测试结果的平均值。试验装置如图1所示，图中a表示用于盛装三级水的容器至少50 mm；b为待测试样的下端8～10 mm处安装上张力夹；c表示待测试样的下端位于液面以下(15±2) mm。

1—底座；2—试样；3—垂直支架；4—横梁架；5—夹子(可调节)；6—标尺；7—容器；8—张力夹。图1 毛细效应试验装置示意图

2 结果与分析

2.1 测试结果

各试样热湿舒适性能测试结果见表3。可以看出当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为60∶20∶20时；6#试样透气率、克罗值达到最大，当混纺比为20∶20∶60时，1#试样透湿率、回潮率达到最大，散湿速率相对较优，芯吸高度最高时的纤维混比为丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维20∶60∶20(3#试样)。

表3 试样热湿舒适性能测试结果

2.2 指标权重

变异系数法是一种客观赋权的方法，是通过用各项指标所包含的信息，计算得到指标的权重[9-10]。变异系数法赋权的计算式为：

试样的透气率、透湿率、克罗值、回潮率、散湿速率和芯吸高度6个物理指标的权重值可计算得到。试样物理指标权重值见表4。

表4 试样6个物理指标权重值

3 热湿舒适性能综合评价

3.1 归一化处理

为综合评价不同混纺比针织物试样的热湿舒适性能，对各个试样2个指标的测试结果进行归一化处理。不同混纺比试样各性能指数对比见图2。可以看出，不同混纺比纬平针组织试样的透气率、透湿率、克罗值、回潮率、散湿速率和芯吸高度6个指标的相对数值大小。当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为20∶40∶40(2#试样)、20∶60∶20(3#试样)时，纬平针组织试样的综合热湿舒适性能整体较好。

图2 不同混纺比试样各性能指数对比

3.2 综合评价指数

根据表4计算所得的各物理指标权重值可得到不同混纺比纬平针组织针织物试样综合静态热湿舒适性能Y纬平与单个物理指标yi(i=1，2，…，6)的关系式为：

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

根据测试结果，各指标中混纺比试样的芯吸高度数值相差最大，离散程度最高，说明对于纬平针组织结构织物，芯吸高度是最难以实现的指标，因此芯吸高度所占权重最大；回潮率和克罗值所占权重次之。

当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为20∶20∶60时，1#试样综合热湿舒适性能指数Y纬平(1#)为：

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

同理可得其他混纺比纬平针织物的综合热湿舒适性能指数分别为：Y纬平(2#)=0.176；Y纬平(3#)=0.182；Y纬平(4#)=0.150；Y纬平(5#)=0.167；Y纬平(6#)=0.163。

由此可得，当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为20∶60∶20时，3#试样的综合热湿舒适性能达到最优，混纺比为20∶40∶40时，2#纬平试样的综合热湿舒适性能次之，混纺比为40∶20∶40时，4#纬平试样的综合热湿舒适性能相对比最差。分析发现，综合热湿舒适性能最优时，试样中无毛绒纤维比例最大，而当无毛绒纤维比例仅占20%时，试样综合热湿舒适性能最差，这是因为无毛绒纤维保暖性、吸湿性等性能在丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维这3种纤维中相对较佳。

4 结 论

本文将丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维以不同比例混纺并制成织物试样，然后对各试样热湿舒适性能进行测试并分析测试结果，得到以下结论。

①当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为60∶20∶20时，6#试样透气率、克罗值较大；当混纺比为20∶20∶60时，1#试样透湿率、回潮率较大，散湿速率相对较优；当混纺比为20∶60∶20时，3#试样芯吸高度相对最高，此时3#试样中无毛绒含量最高。

②变异系数法对影响针织物热湿舒适性能的各个物理指标赋权后，可得到羊毛/羊绒/莫代尔纤维混纺针织物热湿舒适性综合评价指数的计算公式为：

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

③当丝光羊毛条、无毛绒和莫代尔纤维的混纺比为20∶60∶20时，3#试样的综合热湿舒适性能相比达到最优，混纺比为20∶40∶40时，2#试样的综合热湿舒适性能次之；混纺比为40∶20∶40时，4#试样的综合热湿舒适性能相对最差。