快速模拟纺织品防透性的测试方法

李友祥，吕文泉，梁颜玲，张子怡，耿彩花

（1.鲁泰纺织股份有限公司，山东淄博255100；2.山东轻工职业学院，山东淄博255300；3.德州学院，山东德州253023）

0 引言

织物的防透视性是指在可见光照射条件下，由于织物的视觉屏蔽作用而使被遮盖的人体或内衣不能够被外界所观察清楚的性能[1-2]。常规的服装一般都要求具有较好的防透视效果，尤其在一些特殊场合或特殊环境下的工作人员，如海军、空军等，除需使用防透性效果好的面料外，对服装的防透视性要求更高。近年来，由于服用纺织品逐渐趋向于功能化和轻薄化，其防透性不足的问题也逐渐凸显出来[1，3]。目前，对纺织品遮蔽效果的检测或评价方法可借助分光光度计测其遮盖率或利用灰色样卡评级分析法进行。

分光光度计测遮盖率，是利用仪器从光波能力透过程度来评价防透性能，但此方法不能真实反映间隔织物后的图像清晰程度，且分光光度计价格昂贵，一般服装厂和销售店并未配置分光光度计，消费者更不可能有机会使用，普遍推广性较差。采用GB/T 250—2008《灰色样卡》对织物遮盖性能进行测试，或通过观察透过织物所显现的样卡中各遮蔽等级下字母E的缺口方向来感观面料遮盖效果的评定方法，操作简便，但所采用的灰色样卡和样卡字母E颜色比较单一，且不同颜色的面料对各种颜色的遮盖程度不一，因而并不能准确反映人体穿着各种颜色内衣的防透效果。颜色可分为有彩色和无彩色，其中灰色和黑色均属于无彩色。由于同透明度的不同颜色对眼睛的刺激感官度明显也不同，因而对于彩色产品的判定并不合理。另外，采用灰色样卡进行评定时，将试样放在灰色样卡上，用遮挡板同时遮住1级处试样，并与另一个灰卡的各个级别相比较，通过相同面积大小的透过观感色差与灰卡某个级别的色差对照来评定级别，操作较为麻烦。由于服装店内并无可直观检测各种颜色背景穿着下的透视性工具，消费者在购买轻薄服装看透视效果时，常将服装面料遮在手上观看透视程度，或搭在某颜色物体上比较透视程度。因而，利用红、黄、蓝三原色对色彩的敏感性，且红、黄和蓝三原色可以拼混出所有颜色的特点，在充分考虑遮盖率、色彩、透明度的影响前提下，选用红、黄、蓝和中性灰4种颜色自制防透性彩色评定等级样卡，易于观察和评价，从而真实反映各种穿着背景下的遮盖效果，所得数据便于生产者和普通消费者理解。

1 试验部分

1.1 试验原理

彩色防透评级样卡由每列深度相同的4种颜色和每行深度不同的同一颜色6个级别组成，其中：1级最深，5级最浅，中间颜色级别深浅逐级递减，即1、2、3、3.5、4、5级。评定时，将试样放置在评级样卡上，由低级依次向高级观看，在至少3种颜色看不出色光时确定为防透级别。

1.2 设备与仪器

色牢度评级箱、电子测配色仪。

1.3 测试方法

1.3.1 防紫外线测定

防紫外线的测试参照GB/T 18830—2009《纺织品 防紫外线性能的评定》执行，并用UPF值表征结果。

1.3.2 透气性的测定

透气性的测试参照GB/T 5453—1997《纺织品织物透气性测试方法》执行。

1.3.3 厚度的测定

厚度的测试参照GB/T 3820—1997《纺织品和纺织制品厚度的测定》执行。

1.4 试样

每个样品分别选取两个测试样，尺寸至少为10 cm×25 cm。其中，多色试样需每个颜色分别测试。

1.5 评级样卡制作

用电子测配色仪测试遮盖率，并结合表1遮盖率确定所对应的级别进行评级。依据遮盖率等级制作彩色防透性评级样卡，采用电脑设计颜色的不透明度数据是经过多次试验，同电脑测配色测的遮盖率具有完全对应的关系，其制作要求按表2执行。评级样卡中各个级别的不透明度为：1级红、黄、蓝和中性灰4种颜色的不透明度均为2%～4%；2级不透明度为5%～7%；3级为8%～10%；3.5级为13%～17%；4级为18%～22%；5级为23%～27%。

表1 防透性等级对应遮盖率

表2 评级样卡各等级制作要求

制作彩色防透评定样卡时，要先确定RGB值，如红色5个等级颜色的截取（见图1），其中：红色5级的不透明度为25%，颜色最深；红色1级的不透明度为3%，颜色最浅。最终，制作的完整的彩色防透性评级样卡（图2），消费者可自行打印使用。

图1 颜色截取示意图

图2 彩色防透评级样卡

1.6 试验[4]

将评级样卡45°角平放在标准光源箱，把试样放置在评级样卡上，自然放平。入射光与样品表面呈45°角，观测方向大致垂直于试样表面（若没有标准光源，可以北半球用北空光照射，南半球用南空光照射，或用600 lx及以上等效光源）。

通过目测判断，以能清晰判断评级样卡上4种颜色最低级数为起点，初步确定等级范围。再对下一级进行观察，逐行往下，直至3种颜色的色度、色调无法确定或只看出一种颜色的色度、色调，这一级为防透等级。根据观察结果，记录好防透等级，并对另一块同等试样进行评级和记录，记录最低级别（通常直接接触皮肤纺织品，通常≥3级即可）。每个测试样至少由两名检测者分别评级，取检测者所有试样的平均值作为防透级别（精确至0.1级）。

2 试验实例与分析

2.1 纺织品紧度对防透性的影响

采用白底浅蓝条纯棉平纹色织面料，经纬纱规格均为11.7 tex，经密为354根/10 cm，纬密为276根/10 cm，经向紧度为44.8%，纬向紧度为34.8%，总紧度为64.0%。按上述1.6条款测试，结果由3人同时评级。改善前，防透等级分别为2.5级、2.5级、2.5级、2.0级、2.5级、2.5级，平均值为2.4级，达不到夏季服装要求防透等级3级的要求。随后保持经密不变、纬密改为315根/10 cm后，纬向紧度变为39.8%，总紧度为66.7%，防透级别由2.4级提高到3.0级，而且6个试验数据均为3.0级，数据客观稳定。同时，防紫外线指数UPF值也有所改善，由7.49变为8.53，面料厚度由0.246 mm变为0.248 mm，透气性由743 mm/s变为722 mm/s，整体面料指标和布面风格同原布样差别不大，均满足夏季穿着要求。

采用GB/T 250—2008《灰色样卡》进行评级的测试方法具体为：将放大的1级色差标准灰卡45°角放在标准光源箱内，把测试样平放在样卡上，观察透过织物所显现的灰卡色差级别，再对照相同的灰色样卡来评定织物的遮盖性能，同样3人评级。改善前防透结果分别为：1.5级、2.0级、2.5级、2.0级、3.0级、2.5级，平均值为2.25级；而采取措施改善后的结果分别为：1.5级、1.5级、2.0级、2.5级，3.0级、3.0级，6个结果平均值为2.25级。可以明显看出：由于评级样卡仅为灰色时对色彩不敏感，故只采用灰色样卡进行评级时，人员间评级结果差别较大；增加紧度后，在成品面料的防紫外线指数、面料厚度以及透气性均有所改变的情况下，防透级别理应提高，但是实测级别未有改善，反映出灰色样卡评级测试方法的不稳定性、不精确性。另外，灰色样卡评级时，试样覆盖1级色差标准灰色样卡后，所呈现的程度再对照另一个标准灰色样卡评级，程序复杂，容易产生评级偏差。

可见，参照上述1.6条款方法，在同一个等级中有3种颜色的色调无法确定时，此等级就为防透等级，操作简单，一目了然。

2.2 防透助剂对防透性的影响

2/1斜纹组织的浅粉色斜纹纯棉面料，经纬向均为8.3 tex单纱，经密为59根/10 cm，纬密为51.2根/10 cm，总紧度为71.7%，消费者反馈防透效果差。在常规整理工艺基础上，浸轧北京洁尔爽高科技有限公司的防透助剂SHELL 30 g/L、固着剂SLT 30 g/L后有所改善，防透级别由3.1级提高到3.5级，防紫外线指数UPF值由21.73提高到28.89，面料其他指标、风格同原布样差别不大，均达到客户要求。

采用E型评级样卡评定防透效果，两人评定改善前的结果分别为：3.0级、3.0级、3.0级、3.5级、3.25级、3.5级，平均为3.2级；而采取措施后的面料所测防透级别分别为3.0级、3.0级、2.5级、3.25级、3.75级、3.5级，平均值为3.2级。同紧度改善一样，加防透助剂改善前后最终级别差别不大，但2人员的评级结果差别较大，主要是由于黑色样卡对粉色等色彩不敏感，不易判断缺口方向。可见，采用E型评级样卡的测试方法也不稳定、不精确。

2.3 纺织品颜色对防透效果的影响

选取同组织规格、同时整理、不同颜色的2/1斜纹组织的面料6块，经纬向均为8.3 tex单纱，经密为63根/10 cm，纬密为51.2根/10 cm，总紧度为71.7%，颜色分别为粉色、浅黄、深棕黄、棕绿、浅蓝、灰色。根据上述1.6条款方法分别进行测试，测试结果见表3。此外，对6种颜色面料的防紫外线、透气性、厚度的比较结果详见表4。

由表3和表4可知：在组织规格相同情况下，颜色对纺织品的透气性、厚度基本无影响，但颜色对紫外线的防护影响较大，对防透性和防紫外线性能影响非常大；深色、艳度差的面料防透效果和防紫外线效果均较好。用自制彩色防透性样卡测试的防透性同防紫外线的相关性高达0.91，充分说明用自制彩色防透性样卡的主观评定同防紫外线结果相关性非常强。因此对于特殊用途的面料，可以通过改变面料颜色来提高面料防透效果和防紫外线效果。

表3 不同颜色试样防透性测试结果 级

表4 不同颜色面料防紫外线、透气性和厚度的对比结果

综上所述，面料或服装在所用原料相同的条件下，其防透等级可通过改变织物的面密度、紧度或覆盖系数及添加含高折射率成分的防透助剂进行改善。当轻薄面料防透级别≥3级、遮盖效果较好时，可以用于开发夏季衬衣、裙装、防晒面料等；当面料的防透级别＜3级、防透效果较差时，可以通过调整织物密度、紧度及整理添加防透助剂等方法进行一定范围的改善。

3 结论

（1）采用不同透明度和遮盖率的红、黄、蓝及中性灰色的多色防透评级样卡要比灰色样卡和E型评级样卡的直观性强、稳定性好、精确度高、重现性好，适用于各种面料、各种颜色防透效果的检测。

（2）该法可更直观、更准确地模拟纺织品在各种穿着背景下或环境下的遮盖效果，用于评价纺织品的遮盖能力。此外，为便于观察和评价，使用者可直接用彩色打印机打印出彩色样卡。对于评价所得的数据，也便于生产者和普通消费者的理解。试验方法操作简单方便，便于生产企业根据测试情况调整防透整理工艺，利于收货方或消费者进行防透效果评价。

（3）在纺织原料相同情况下，防透效果受纺织品的组织紧度、颜色的影响较大，可以通过调整织物密度、紧度及整理添加防透助剂等方法进行一定程度的改善。