染整課堂丨纖維、紗線、織物結構、後整理工藝對織物熱溼舒適性的影響及評價方法

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結合國內外研究現狀綜述了纖維、紗線、織物結構、後整理工藝對織物熱溼舒適性的影響，研究表明，設計熱溼舒適性優良的服飾應選擇合適的纖維材料、紡紗形式、織造工藝及後整理工藝，並結合人生理、心理學等因素進行綜合設計。此外還整理了目前主流的織物熱溼舒適性的評價方法，並給出了評價織物熱溼舒適性能的建議；評價織物熱溼舒適性能，不能僅侷限在某一單獨方面，應結合客觀評價與主觀評價，將織物放在實際運用背景下進行綜合分析。

作者：彭福建1，李煜煒2，周昕妍2，張 巖2，潘志娟2

1.吳江京奕特種纖維有限公司，江蘇蘇州

2.蘇州大學紡織與服裝工程學院，江蘇蘇州

隨著經濟的飛速發展，人們對於服裝舒適性的要求日益提高，服裝自身的舒適性可以分為熱溼舒適性、接觸舒適性和視覺舒適性。其中熱溼舒適性是評價服裝舒適性的一項重要指標，熱溼舒適性是指人體與環境的熱溼傳遞間維持和調節人體穩定，為人體正常生理機能創造良好的條件，從而使人體保持舒適的感覺。影響服裝熱溼舒適性的因素從織物的組成層次可以劃分為纖維效能、紗線結構、 織物組織結構、後整理工藝等因素。本研究透過分析織物熱溼舒適性影響因素及國內外研究現狀，為舒適性面料開發提供一定的參考。

織物熱溼舒適性影響因素

1.纖維效能

纖維效能對織物的熱溼舒適性的影響佔主要地位，天然纖維的吸溼性通常大於化學纖維，例如常態下羊毛的公定回潮率為13%15%，而滌綸的公定回潮率僅為0。4%，則由羊毛織物的吸溼性顯著大於滌綸織物；

隨著人們對纖維物理化學效能研究的深入，眾多學者將傳統吸溼、透溼、保暖性差的纖維進行改性，製成親水透溼且具有保暖性的纖維來滿足客戶對服裝的更高要求。

目前纖維改性的主要方法可以分為物理改性，化學改性和共混改性三大類，其中物理改性可以透過纖維截面、表面形態和複合纖維改性等方法來提高織物的熱溼舒適性。

纖維截面改性主要是透過用有特殊幾何形狀的噴絲孔擠壓出來的，使截面呈一定幾何形狀的異形纖維來達到提高織物熱溼舒適性的目的。

東華大學的王曉透過比較中空滌綸針織物和普通滌綸針織物的保暖性、導溼性和透氣性等引數得出中空滌綸針織物導溼、透溼、保暖效能均良好，是一種符合熱溼舒適要求的改性纖維。

梁飛等透過測試不同混紡比的三葉截面滌綸/棉混紡織物，得出三葉型截面滌綸的吸、放溼效能優於混紡織物。表明滌綸纖維表面物理結構的影響大於棉纖維化學結構的影響。除異形截面纖維外，超細纖維由於纖度極細、比表面積較大，擁有良好的吸溼、透溼性。

許瑞超等透過分析織物導溼性及透氣性，得出超細滌綸仿絲綢針織面料因其毛 細管作用及織物中形成的微孔結構而具有良好的熱溼舒適性。

除去目前主流的物理改性方法外，對纖維進行化學改性也可提高織物的熱溼舒適性，化學改性是指透過改變纖維原來的化學結構來達到改性目的的方法，包括共聚、接枝、交聯等。

例如上海工程技術大學的施舒雯透過製備低分子殼聚糖作為親水劑對PARSTER纖維進行改性，來提高纖維的親水效能，並探討了親水劑用量、烘焙溫度及時間對纖維親水效能的影響，結果表明隨著低分子殼聚糖整理劑質量分數的提高，織物的毛細效應、回潮率隨之提高，質量分數到達1%後，織物親水性最好。共混改性方面，根據製造複合纖維兩種組分聚合物種類、組分以及在其橫截面上配置形式的不同，可以織造出許多種具有吸溼快乾特性的複合性纖維。

方芳等在滌綸纖維中新增有熱傳導改性的粉體礦物質顆粒，織成涼爽滌綸織物，並與普通滌綸織物、十字截面滌綸進行比較，結果表明涼爽滌綸織物的導熱係數和接觸冷感優於十字形截面滌綸織物和普通滌綸織物，而十字截面滌綸織物的吸溼排汗效果優於其他兩種織物。

2.紗線效能

除纖維外，紗線效能與織物熱溼舒適性同樣密切相關，紗線的支數、捻度、結構及混紡比均會影響熱溼舒適性。紗線支數越高，排列越緊密，織物保暖性越好但透溼透氣性低；經緯密度不變的情況下，紗線支數越高，紗線之間的空隙越大，透氣性提高但保暖性變差。在無風環境下，紗線捻度越低，蓬鬆度越 好，可容納更多靜止空氣，吸溼性、保暖性較好。但紗線間的孔隙小，透溼性較差。

東華大學的王任測試並分析了三種假捻/低捻紗織物的熱阻、溼阻和芯吸高度，得出紗線的捻度越低，其織物保暖性越好、導水性越好但透溼透氣性較差。除捻度外，特殊的紗線結構也能使織物熱溼舒適性有所改善。

天津工業大學的修建將拒水整理的粘膠纖維作為皮層，普通粘膠作為芯層製成皮芯結構紗線，紗線的皮層具有拒水效能而芯層具有良好的吸溼性，可以將 面板表面的汗液轉移到紗線中，從而達到提高溼熱舒適性的目的。

此外，織物面料所用紗線混紡比也對熱溼舒適性有很大影響，如太原理工大學的屈嵐用竹炭滌綸與棉纖維混紡，測得竹炭滌綸/棉混紡織物的芯吸效應、透溼效能、水擴散效能、水蒸發效能及保水性均明顯優於純棉織物。

近來，透過紗線的結構和效能的重新構造，出現了新型的“智慧紗線”，為織物的熱溼舒適性能構建提供了新的思路。馬里蘭大學的Zhang等將一種雙組份纖維表面塗覆碳奈米管，用其做成的織物在潮溼環境下，纖維束會彎曲變形並收緊，使織物的空隙變大，有利於熱量散失；反之則纖維束鬆散，織物空隙減小，阻礙熱量散失。這是首次報道透過動態門控的方式來控制織物的紅外輻射（圖1）。

南開大學劉尊峰教授等以天然蠶絲為原料， 透過脫膠、加捻、合股以及熱定型工藝製備了一種 “智慧紗線”。在相對溼度從20%變為80%時，這種智慧紗線可以收縮至原來的30%。將這種紗線做成智慧衣服後，在運動出汗或者天氣潮溼時，智慧衣服的衣袖長度會收縮至原長的一半；而當溼度下降時，可以恢復如初（圖2）。

3.織物結構

織物的經緯密度（覆蓋係數）、組織結構等因素均會影響織物熱溼舒適性，這些因素對織物熱溼舒適性影響顯著程度不同，北京服裝學院的秦雅偉利用正交實驗法，透過探究不同混紡比織物的蒸發速率發現，經緯密度是影響不同原料織物熱溼舒適性的顯著因素。織物經緯密度增加，紗線交織次數增多，織物透氣性差，保暖性好。

天津工業大學景曉寧等透過對織造規格不同的內衣面料的測試可知，織物的經緯密度、面密度與厚度越小，吸溼排汗效能越好，保暖性越差。除經緯密度外，組織結構對織物的熱溼舒適性同樣有影響，經緯紗交織次數越多的透溼透氣性較差。就三大基本組織織物的透氣、透溼性而言，平紋小於斜紋，斜紋小於緞紋。

西安工程大學的龍晶利用雲母/竹漿纖維混紡紗織造了不同組織織物並測試其熱溼舒適性，得出透孔組織為吸溼快乾效能最好的組織。

天津工業大學的何天虹設計了正反兩面親疏水性具有明顯差異的雙側結構單向導溼織物，內表面疏水外表面親水， 有利於汗液在外表面蒸發而極大地提高了織物的乾燥速度。

4.後整理工藝

除上述三點因素外，後整理工藝同樣也會影響織物的熱溼舒適性，後整理技術是目前成本較低，工藝也較為簡單的方法。為提高織物的熱溼舒適性， 目前主流的後整理方法主要集中在紡織助劑上，並以親水劑為主，因此目前親水整理劑的研究是後整理過程的核心問題。

N。 A。 Ibrahim等使用柔軟整理、抗菌整理、拒水整理等多種方法處理棉織物， 測得處理後織物樣品的透熱率、透氣性、親水性和灰度指標均有所下降。生物整理對經處理的棉織物的透氣性和透熱效能與其他選擇整理物相比均有積極影響。

浙江理大學的王輝等採用整理劑對純棉織物進行整理，探究最佳助劑濃度、烘焙溫度、烘焙時間和氯化鈉溶液的濃度使其具有最優的吸溼快乾性質。

東華大學的陳汝甜利用四合一復配親水柔軟劑處理銅離子纖維，並分析得出熱溼舒適性最優狀態下的後整理工藝引數。後整理工藝雖使織物親水性大大增強，但往往會降低織物的透氣性，易產生悶熱感。

織物熱溼舒適性能評價方法

織物的熱溼舒適性評價方法有很多，根據研究手段可以分為客觀評價、主觀評價和綜合評價三大類。

1.客觀評價法

客觀評價法是透過物理實驗測試資料對熱溼舒適性進行評價的一種方法，從實驗方法上可以分為基礎物理學實驗法和暖體假人評價法。主要測試指標有：熱阻、絕熱率、導熱係數、克羅值、溼阻、芯吸高度等。

1。 1 基礎物理學實驗法

根據現行標準GB/T 11048 一 2008，利用熱板來模擬貼近人體皮膚髮生的溼熱傳遞過程。評價織物的熱傳遞效能實驗有靜態平板法（見圖3）；和蒸發熱板法（見圖4），以前適用的圓筒法跑目前已取消。該標準規定了穩態條件下熱阻和溼阻的測定方法，透溼指數、克羅值及導熱率可由測定結果計算得到。

這兩種方法耗時較長且僅可評價較為簡單的織物，不能運用於實際的服裝系統中。根據人的生理特點，不少學者對測試模型進行了完善，如暖體假人模型等。

1。 2 暖體假人法

暖體假人模型最早由Goldenman等研發，在電腦的操縱下可模擬人體出汗、運動，增加的實驗的準確性。目前運用最廣泛的是由範金土等人研發的假人“Walter“圖5）。“Walter”是目前世界上唯一能夠測量動態試驗資料的織物出汗暖體假人，可以測量熱阻、假人面板溫度、環境溫度、蒸發散熱率等指標，將“人體-服裝-環境”三者結合起來。

暖體假人不僅可以模擬人體出汗及四肢運動， 而且可以模擬極端天氣進行試驗。但由於假人表面由織物織成，目前仍無法很好復原人實際穿著服裝情況及人的面板。

楊凱等人在大量實驗的基礎上，得出聚苯乙烯系彈性體TPR （Thermoplastic Rubber熱塑性橡膠）模擬面板的綜合性能最優，但仍有表面溫度存在波動的問題。

我國目前現行標準GB/T 18398 — 2001《服裝熱阻測試方法暖體假人法》規定了暖體假人法的測試方法及條件。

2.主觀評價法

織物的熱溼舒適性的主觀評價法是指測試者穿著不同的服裝在不同溫度、溼度環境中，對服裝熱溼舒適性能進行評價。主觀評價法是最為直接、形象的測試方法，多年來一直受到國內外服裝界的高度重視。

江西服裝學院的崔琳琳讓受試者穿著四種不同型號的消防服，進行跑步運動後填寫舒適性評價問卷（包含黏體感、悶熱感、活動受限感、潮溼感等八項指標），利用權重法對八項指標進行集合，得到舒適性綜合評價值。IS010051 — 2001中給出了更多方面的主觀評價標尺，如表所示。

主觀評價法是最直觀的熱溼舒適性評價方法，，但由於實驗因人的生理、心理差異對實驗結果的準確性造成影響，通常情況下主觀評價法多為客觀評價法的補充。

結語

熱溼舒適性是影響服裝整體舒適性的重要因素，把握好纖維、紗線等影響織物熱溼舒適性的因素有助於我們製造更符合消費者要求的服飾。

但一直以來學者對織物熱溼舒適性影響因素的研究大多停留在單一方面，鮮少有學者建立“纖維一紗線一面 料”系統預測服裝熱溼舒適性的迴歸模型，透過紗線和麵料的效能指標預測出服裝舒適性。且由於各因 素間關係複雜性影響，學者對熱溼舒適性影響因素的研究更側重於單一因素的影響方式。

熱溼舒適性評價方面，上述方法涉及主觀法和客觀法中的眾多方法，筆者認為這些方法各有優缺點，但目前研究 們採用材料學方法評價熱溼舒適性時缺乏對影響服裝材料熱溼舒適性能總體把握，而這些單項指標之間關係複雜，難以用簡單的數學表示式來表述。想要全面地評價織物的熱溼舒適性，需以客觀法為主、 主觀法為輔，結合物理、生理、心理三方面因素，進行綜合運用。目前流行的一些綜合評價方法，如灰色關聯度法等在普通織物熱溼舒適性評價上應用廣 泛，而對於特種防護服的應用則很少。

印染人整理自《現代絲綢科學與技術》，參考文獻（略）

——印染人——