防爆內褲用面料熱濕舒適性影響因素分析*

王慧玲 唐 虹 高 強 宋希桐

南通大學紡織服裝學院，江蘇 南通 226000

防爆內褲用面料熱濕舒適性影響因素分析*

王慧玲 唐 虹 高 強 宋希桐

南通大學紡織服裝學院，江蘇 南通 226000

以桑蠶絲平針織物、滌綸平針織物和桑蠶絲/芳綸雙層布組合成的多種防爆內褲用面料為研究對象，進行熱濕舒適性測試，再利用灰關聯分析法對各性能指標的影響程度進行灰色關聯分析，得出熱濕舒適性能最好的面料，為士兵防爆內褲用面料的研究和開發(fā)提供參考。

防爆內褲， 熱濕舒適性， 面料組合， 灰關聯分析

防爆內褲在士兵作訓和實戰(zhàn)中扮演著十分重要的角色[1]，它起著保護士兵腹部、內臟、性器官及腹股溝血管等作用。士兵訓練時動作幅度大，腹股溝及腰臀部會大量出汗，而防爆內褲作為士兵貼身穿著的衣物，要求具有很好的熱濕舒適性[2]。若防爆內褲的熱濕舒適性欠佳，則不僅會直接影響士兵作訓的效率，還可能影響士兵身體健康。因此，對防爆內褲用面料的熱濕舒適性進行研究，具有十分重要的意義和價值。

功能性服裝的熱濕舒適性現已成為研究的熱點，但對防爆內褲的熱濕舒適性研究仍較為匱乏。目前，防爆內褲常用原料有滌綸、桑蠶絲等。其中，滌綸強度高，耐熱性和耐磨性好，初始模量大，但吸濕性和保溫性都較差，導熱系數為0．084，通常不適宜直接用作內衣；而桑蠶絲具有優(yōu)秀的熱濕傳遞性能，且拉伸強力較高，是高端內衣材料的首選。2010年，BCB國際公司研發(fā)推出了一款防爆內褲[3]，該內褲外層面料為滌綸、內層面料為桑蠶絲，其與傳統(tǒng)防爆內褲相比防護能力得到了提升，但仍難以抵制爆炸發(fā)生后彈片對腹股溝處動脈的二次損傷，且穿著舒適性仍欠佳。

芳綸是目前柔性防彈服裝用原料的最佳選擇，其具有高強度、高模量、低密度和耐高溫等優(yōu)異的性能[4]，但在防爆內褲中未被使用。

本課題將利用芳綸的高強高模、桑蠶絲的親膚及滌綸的耐磨等性能，通過將桑蠶絲平針織物、滌綸平針織物和桑蠶絲/芳綸雙層布進行組合，制備出多種防爆內褲用面料；通過對防爆內褲用面料的熱濕舒適性進行測試并加以綜合分析，利用灰色關聯分析法對各項性能的影響程度進行關聯，得出熱濕舒適性能最優(yōu)的防爆內褲用面料組合，這對合理開發(fā)性能優(yōu)越的防爆內褲用面料具有現實意義。

1 試樣及組合

將桑蠶絲平針織物(A)、滌綸平針織物(B)和桑蠶絲/芳綸雙層布(C)組合出4種組合面料(即A+B、 B+C、 A+C、 A+B+A)，并與桑蠶絲/芳綸雙層布(C)一同進行對比分析。試樣具體規(guī)格見表1。

表1 試樣規(guī)格

序號組合面料原料成分(質量分數)面密度/(g·m-2)厚度/mm1#C(雙層布)桑蠶絲50%,芳綸50%1000.382#A+B(組合雙層織物)桑蠶絲50%,滌綸50%900.393#B+C(組合雙層織物)滌綸33%,桑蠶絲34%,芳綸33%1450.544#A+C(組合雙層織物)桑蠶絲66%,芳綸34%1450.615#A+B+A(組合三層織物)桑蠶絲66%,滌綸34%1350.62

2 熱濕舒適性

2．1 透氣性

參照GB/T 5453—1997標準，采用YG(B)461E型數字式織物透氣性能測定儀，測定試樣的透氣率[5]。所得透氣率如圖1所示，可以看出，雙層布C(1#試樣)的透氣率最高，組合雙層織物B+C(3#試樣)其次，組合雙層織物A+C(4#試樣)和A+B(2#試樣)透氣率較低，組合三層織物A+B+A(5#試樣)透氣率最低?？梢?，多層組合后織物的透氣性有所下降。

圖1 試樣透氣性

2．2 導濕性

參照FZ/T 01071—2008標準，采用YG871L毛細管效應儀，測試織物的芯吸高度[6]，測試結果取經緯向的平均值(圖2)。從圖2可知，雙層布C(1#試樣)的導濕性最高，多層組合織物(2#～5#試樣)的導濕性明顯低于1#試樣，其中，厚度最大的組合三層織物A+B+A(5#試樣)導濕性最低?？梢姡鄬咏M合后織物的導濕性下降。

圖2 試樣導濕性

2．3 保暖性

參照GB/T 11048—2008標準，采用YG606N型平板式織物保暖性能測試儀，測定試樣的保暖性[7]。熱阻和克羅值越低，熱導率越高，則織物的傳熱性能越好，保暖性越差。所得保暖性測試結果如表2所示，組合三層織物A+B+A(5#試樣)的熱阻和克羅值最大，雙層布C(1#試樣)的熱導率最低，組合雙層織物(2#～4#試樣)的熱導率變化趨勢不明顯。可見，多層組合后織物的保暖性增加。

表2 試樣保暖性

試樣熱阻/(m2·K·W-1)克羅值熱導率/(W·m-1·K-1)1#0.053670.346290.007102#0.051780.334050.007533#0.073850.476460.007314#0.061760.398420.009885#0.083660.539740.00741

3 影響熱濕舒適性因素的灰色關聯度分析

為分析透氣性、導濕性和保暖性等因素對防爆內褲用面料熱濕舒適性的影響程度，采用鄧氏灰色關聯度分析方法。

3．1 灰色關聯分析

灰色關聯分析方法是根據因素之間發(fā)展趨勢的相似或相異程度，即“灰色關聯度”，作為衡量因素間關聯程度的一種方法[8]。本文針對透氣率、毛細高度、熱阻、克羅值、熱導率等5項性能指標進行灰色關聯分析，找出影響熱濕舒適性能較大的因素。

3．1．1 數據歸一化處理

由于各性能指標的單位不同，故需要對各數據進行無量綱化處理[9]，根據參考數列X0比較數列Xi(各項性能指標)：

X0=(x01， x02， …， x0p)

Xi=(xi1， xi2， …， xip), (i=1， 2， …， n)

3．1．2 絕對差值

第i個試樣的第j個影響因素值xij與各個影響因素值x0j的絕對差Δ0i(j)：

(i=1， 2， …， n; j=1， 2， …， p)

3．1．3 關聯系數

計算關聯系數ζ0i(j)，將絕對差代入灰色關聯系數計算式：

其中，ρ為分辨系數，ρ∈[0， 1]，ρ越小，則分辨率越高，一般取ρ=0．5。

3．1．4 關聯度

關聯度r0i反映了某項因素的影響程度：

r0i越大，則說明該因素對防爆內褲用面料的熱濕舒適性的影響程度越大。

表3就5項性能指標對防爆內褲用面料的熱濕舒適性影響的灰色關聯度計算值進行了歸納。

表3 灰色關聯度

性能指標關聯度透氣率0.76毛細高度0.72熱阻0.62克羅值0.68熱導率0.64

一般來講，灰色關聯度大于0．50即表示關聯性強、關聯度大，說明該項性能指標對防爆內褲用面料的熱濕舒適性影響越密切。表3中，5項性能指標的灰色關聯度均在0．60～0．80之間，關聯度從大到小依次為透氣率、毛細高度、克羅值、熱導率、熱阻。透氣性與織物的孔隙大小、通道的長短與排列、表面性狀、厚度等因素相關，透氣性越好則防爆內褲用面料的熱濕舒適性越好；毛細高度與織物的種類、組織結構及透濕性等有關，毛細高度越高，則防爆內褲用面料的透濕性越好；克羅值、熱導率對防爆內褲用面料的熱濕舒適性的關聯度適中，克羅值越小、熱導率越高，則防爆內褲用面料越舒適；熱阻的關聯度最小，其與防爆內褲用面料的孔隙度、面密度及覆蓋系數等有關，當孔隙度越大、面密度與覆蓋系數越小時，熱阻越小，防爆內褲用面料的涼爽感越強。

3．2 試樣綜合性能排序

根據灰色關聯度(從大到小)對各項性能指標進行排序，并取前三名，結果如表4所示。

表4 各項性能指標關聯度排序

指標優(yōu)良中透氣率1#3#2#毛細高度1#4#3#熱阻2#1#4#克羅值2#1#4#熱導率4#2#5#

設優(yōu)為3分、良為2分、中為1分，則1#試樣得8分、 2#試樣得9分、 3#試樣得4分、 4#試樣得7分、 5#試樣得1分，即5塊試樣的熱濕舒適性綜合值由高到低依次為A+B、 C、 A+C、 B+C、 A+B+A。原因在于組合雙層織物及雙層布的透氣率優(yōu)于組合三層織物，而透氣率又是影響熱濕舒適性最主要的因素。

4 結論

(1) 在防爆內褲用面料中，芳綸可起機械防護作用，滌綸可改善耐用性，桑蠶絲則對提高熱濕舒適性作用最大。

(2) 灰色關聯分析顯示，透氣率、毛細高度、熱阻、克羅值、熱導率這5項性能指標均與熱濕舒適性有關聯，且它們對防爆內褲用面料的熱濕舒適性的影響程度從大到小依次為透氣率、毛細高度、克羅值、熱導率、熱阻。

(3) 防爆內褲用面料的組合狀態(tài)對熱濕舒適性影響較大，多層組合后的面料的透氣性和導濕性下降，保暖性增加。

[1] 王慧玲，唐虹，高強．防爆服的防護性能及其研究進展[J]．紡織報告，2016(5)：33-37．

[2] 徐巧，叢洪蓮．冰爽滌綸無縫內衣面料熱濕舒適性的綜合評價[J]．紡織學報，2013，34(11)：49-53．

[3] 何春燕，周永凱，張華．不同面料的男士內褲熱濕舒適性研究[J]．天津紡織科技，2013(1)：40-43．

[4] 黃獻聰．防彈防刺材料的研究與技術發(fā)展[J]．紡織導報，2013(1)：87-91．

[5] 尹思源，翟世瑾，張昭華．服裝熱濕舒適性評價方法研究[J]．國際紡織導報，2014，42(9)：70-72．

[6] 王干，張佩華．涼感尼龍長絲針織物熱濕舒適性能測試與分析[J]．國際紡織導報，2015，43(2)：38-40．

[7] KE Baozhu． Prediction of fabric subjective thermal-wet comfort properties by inputting the objective parameters[C]∥2011 International Conference on Network Computing and Information Security， 2011：81-84．

[8] 駱詩華，楊彩云．棉紗質量與棉纖維指標的灰關聯分析[J]．國際紡織導報，2015，43(1)：23-25．

[9] 沈岳，季濤，高強，等．活性碳纖維材料吸聲性能影響因素分析[J]．產業(yè)用紡織品，2014，32(11)：13-15．

Analysis on influencing factors of thermal and moisture comfort properties for explosion-proof underwear fabric

WangHuiling，TangHong，GaoQiang，SongXitong

College of Textile and Clothing， Nantong University， Nantong 226000， China

Taking various explosion-proof underwear fabrics shch as silk jersey， polyester jersey and silk/aramid double layer fabric as research objects， the thermal and moisture comfort properties were tested． Then by utilizing grey relational analysis， influencing degree of each performance indexes was further analyzed，and the fabric with the best thermal and moist comfort properties was obtained，which provided references for the research and development of military explosion-proof underwear fabrics．

explosion-proof underwear， thermal and moisture comfort property， fabric combination， grey relational analysis

*南通大學紡織服裝學院研究生自主創(chuàng)新項目(FZ201609)

2016-09-01

王慧玲，女，1993年生，在讀碩士研究生，研究方向主要為服裝舒適性與功能性

唐虹，E-mail：tang．h@ntu．edu．cn

TS941．12

A

1004-7093(2016)11-0032-04