吸濕速干面料性能測(cè)試與評(píng)價(jià)

王歡 張富麗 李艷梅 徐玲

摘要： 為了更好地為吸濕速干服裝的研究提供理論依據(jù)，選取市場(chǎng)上常用的15種面料在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了洗滌前后的滴水?dāng)U散面積、透氣性、透濕性、吸水率、芯吸高度、蒸發(fā)性測(cè)試，在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法獲得面料吸濕速干性能綜合比較排序。結(jié)果表明：在所選材質(zhì)和面料中，針織面料單向?qū)窬W(wǎng)格面料是首選，機(jī)織面料可選擇原料為吸濕排汗紗線的面料;吸濕排汗性能比經(jīng)過后整理的織物更為穩(wěn)定，面料整體綜合性能的優(yōu)劣及其表面特征可以作為企業(yè)和設(shè)計(jì)師進(jìn)行吸濕速干服裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 吸濕速干;纖維原料;模糊綜合評(píng)判;權(quán)重;服裝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TS941.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2019）02-0043-07

引用頁碼： 021108

Abstract： In order to provide a better theoretical basis for researches of moisture-absorbing and quick-drying garments， 15 types of fabrics commonly used in the market were selected for test of drip diffusion area， gas permeability， moisture permeability， water absorption rate， wicking height and evaporation before and after washing， and the ranking of moisture absorption and quick-drying performance of fabric was obtained with fuzzy comprehensive evaluation method based on analysis of experimental data. The results show that single-guide wet mesh fabric is the first choice for knitted fabric， and moisture wicking yarn is ideal for woven fabric; the moisture wicking performance is more stable than that of finished fabric， and the advantages and disadvantages of overall performance of fabric and its surface characteristics can be taken as a reference for design and development of moisture-absorbing and quick-drying apparel products for enterprises and designers.

Key words： moisture-absorbing and quick-drying; fiber material; fuzzy comprehensive evaluation; weight; fashion design

近年來，隨著人們生活水平的提高，吸濕速干服裝逐漸受到人們的關(guān)注和認(rèn)可，在穿著過程中具有吸濕、透氣、排汗等功能。特別是在運(yùn)動(dòng)類品牌中運(yùn)用比較普遍，眾多國(guó)際服裝品牌如Prada、Armani、BMW、HugoBoss、Escada、Ralph Lauren、Polo等都將吸濕速干功能性面料成功運(yùn)用于自己的服裝設(shè)計(jì)中[1]。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)于面料的功能性需求隨之提升，而關(guān)于吸濕速干織物的研究仍然在進(jìn)行?？偤筌娦柩b備研究所研究人員提出在人體出汗情況下織物熱濕傳遞性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而為全面評(píng)價(jià)織物的熱濕傳遞性能提供了依據(jù)[2]。Chen Yaping等[3]選擇兩種纖維，根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)分析三種影響因素，并用灰色近似最優(yōu)綜合評(píng)價(jià)方法得到綜合性能最好的面料。法國(guó)學(xué)者在開發(fā)新的牙醫(yī)工作服時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室用紅外攝像機(jī)記錄確定唾液、水、碎片等的噴濺區(qū)域，并在這些區(qū)域選擇配置不同功能性面料[4]。由此可見，織物評(píng)價(jià)指標(biāo)的提出、織物性能的綜合評(píng)價(jià)，以及面料的功能性對(duì)于服裝設(shè)計(jì)的重要作用。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)吸濕速干面料研究主要集中在纖維開發(fā)領(lǐng)域，或者針對(duì)織物單向性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)研究，對(duì)于織物綜合吸濕速干性能評(píng)價(jià)研究相對(duì)較少。市場(chǎng)上采用吸濕速干纖維材料達(dá)到織物的功能性，常用的纖維材料有COOLMAX、丙綸等，也有廠家采用織物后整理的方式達(dá)到吸濕速干功能。在織物開發(fā)方面，針織和機(jī)織吸濕速干面料的研究已取成效，這些面料主要通過紗線原料配比、紗線組合方式、紡織技術(shù)等實(shí)現(xiàn)其吸濕速干的需求[5]。通常紡織品吸濕速干性能評(píng)定包含吸濕性和速干性兩方面。吸濕性包括吸水率、滴水?dāng)U散時(shí)間、芯吸高度;速干性包括蒸發(fā)速率、透濕量。透氣性也是吸濕速干服裝不可忽略的一個(gè)重要因素?；诖耍疚耐ㄟ^對(duì)面料6大性能的測(cè)試與分析，在分析吸濕速干面料單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上，采用模糊綜合評(píng)判方法，優(yōu)選出綜合性能較好的吸濕速干面料，為吸濕速干服裝的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供依據(jù)。

1?實(shí)?驗(yàn)

1.1?測(cè)試樣品

實(shí)驗(yàn)選用市場(chǎng)上10種常用吸濕速干面料，1種涼感面料，1種吸濕排汗面料，以及3種普通面料作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用面料組織，織物類型，成分及含量、平方米質(zhì)量、厚度及功能如表1所示。

1.2?測(cè)試方法

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21655.1—2008《紡織品 吸濕速干性的評(píng)定 第1部分 單項(xiàng)組合試驗(yàn)法》及GB/T5453—1997《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》要求，進(jìn)行了織物滴水?dāng)U散面積實(shí)驗(yàn)、透濕性實(shí)驗(yàn)、吸水性實(shí)驗(yàn)、芯吸高度實(shí)驗(yàn)、蒸發(fā)性實(shí)驗(yàn)、透氣性實(shí)驗(yàn)。織物滴水?dāng)U散面積實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器采用滴定管、刻度尺;透濕量實(shí)驗(yàn)儀器是SDZF-60型真空干燥箱、天平、透濕杯;吸水率實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器采用天平、試樣懸掛裝置、水槽;織物芯吸高度實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器采用試樣懸掛裝置、刻度尺、計(jì)時(shí)器;蒸發(fā)速率實(shí)驗(yàn)儀器是天平、滴定管、計(jì)時(shí)器、試樣懸掛裝置;織物透氣性實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器采用YG461E-III全自動(dòng)透氣量?jī)x。所有被測(cè)試樣均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下靜置24h。測(cè)試條件：溫度（25±2）℃，濕度65.0%±5.0%，風(fēng)速1.00m/s。

2?分析與討論

2.1?滴水?dāng)U散面積分析

織物滴水?dāng)U散面積計(jì)算公式為：

式中：a、b是經(jīng)向和緯向擴(kuò)散的長(zhǎng)度;S1、S2分別表示織物正反面滴水?dāng)U散面積;W表示織物洗滌前后正反面滴水?dāng)U散面積的比值。

由圖1可知，15種織物在洗滌前后滴水?dāng)U散面積并沒有發(fā)生太大變化，正反面滴水?dāng)U散面積比值也無突出變化，可見經(jīng)過洗滌對(duì)這15種織物正反面滴水?dāng)U散面積無明顯影響。

由圖1（a）（b）可以看出，吸濕速干面料的滴水?dāng)U散面積普遍明顯優(yōu)于普通面料，正反面滴水?dāng)U散面積變化比較大且突出的是1#、2#、3#、4#、6#、9#、14#，最大變化可達(dá)到69mm2;而普通面料7*、11*、13*的滴水?dāng)U散面積幾乎為零，即在測(cè)試3s內(nèi)這類面料很難快速吸收水分，其整體吸濕速干性受到影響。10#吸濕排汗銅氨針織布的滴水?dāng)U散面積也幾乎為0，說明其吸濕性并不理想。

2.2?透濕性分析

樣品透濕率計(jì)算公式如下：

由圖2可知，14#織物在洗滌前透濕率最大，洗滌后透濕率下降;洗滌前后，2#及13#織物在洗滌后透濕率明顯升高。洗滌前后大部分織物的透濕率變化不大，15#織物洗滌前后透濕率幾乎沒有變化?？傮w上看，與普通織物相比吸濕速干織物的透濕性沒有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.3?吸水性分析

試樣的吸水率按下式計(jì)算：

計(jì)算結(jié)果如圖3所示。

由圖3可以看出，15種織物在洗滌前后吸水率無太大變化，但洗滌后的吸水率都略有提高。所有針織面料的吸濕性均優(yōu)于機(jī)織面料，主要原因是針織用紗線一般捻度較小，針織線圈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致面料孔隙率相對(duì)較大，因此吸水率相對(duì)提高[6]。含有COOLMAX、COOLAIR等吸濕速干纖維或者丙綸原料的針織面料其吸水率均比較高，說明這類功能纖維的運(yùn)用是有效的。

2.4?芯吸高度分析

圖4為織物洗滌前后經(jīng)向、緯向芯吸高度對(duì)比。

由圖4可以看出，普通面料7*、11*、13*的芯吸高度值都很小，說明織物的芯吸性能比較差，整體吸濕速干性會(huì)受到影響。10種吸濕速干面料的芯吸高度值都比較大，芯吸高度最高達(dá)到284mm，可以達(dá)到功能性需求。而8#涼感面料和10#銅氨針織面料的芯吸高度值并不高，說明其功能性并不明顯。對(duì)比圖4（a）（b），可以看出洗滌前后15種織物的芯吸性能基本保持一致，除了7*、10#銅氨針織面料外，其他織物的經(jīng)向芯吸性能均優(yōu)于緯向。

2.5?蒸發(fā)性分析

樣品在規(guī)定時(shí)間30min內(nèi)蒸發(fā)率及蒸發(fā)速率計(jì)算公式如下：

式中：m1為試樣滴水潤(rùn)濕后質(zhì)量，g;m2為試樣在滴水潤(rùn)濕后15s的質(zhì)量，g;m0為試樣原始質(zhì)量，g;t為蒸發(fā)時(shí)間，h;E為水分蒸發(fā)率，%;V為水分蒸發(fā)速率，g/h。

計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，普通面料7*、11*、13*的水分蒸發(fā)率和蒸發(fā)速率相對(duì)都比較低，說明普通面料的速干性比較差。10種吸濕速干面料的水分蒸發(fā)率和蒸發(fā)速率都比較高，其中6#織物的蒸發(fā)率明顯高于其他織物，因6#織物厚度和平方米質(zhì)量都比較小，有利于其水分蒸發(fā)。7*、6#、11*織物原料中含有棉或銅氨，纖維素纖維吸濕性好，其水分被織物吸收后不易迅速蒸發(fā)，因此水分蒸發(fā)率和蒸發(fā)速率相對(duì)都比較低。

2.6?透氣性分析

圖6為織物洗滌前后透氣量對(duì)比。

從圖6可看出，所有針織物的透氣性均優(yōu)于機(jī)織物，主要是針織物孔隙率相對(duì)較高，且紗線捻度相對(duì)較低導(dǎo)致的。另外，針織物中厚度和平方米質(zhì)量較小的織物其透氣性相對(duì)較好。

3?吸濕速干織物綜合評(píng)價(jià)

通過對(duì)服裝織物單項(xiàng)性能的測(cè)試，可以得到織物在某一方面的性能高低。在實(shí)際問題中，通常需要考慮多個(gè)因素來綜合評(píng)價(jià)某一織物總體性能的優(yōu)劣，本文中通過模糊綜合評(píng)判方法對(duì)15種面料的各項(xiàng)測(cè)試性能做綜合評(píng)價(jià)，獲得各面料綜合吸濕速干性能的優(yōu)劣排序，為吸濕速干服裝設(shè)計(jì)開發(fā)做參考。本文將織物的透氣率、透濕率、吸水率、芯吸高度、蒸發(fā)速率、滴水?dāng)U散面積作為單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中芯吸高度取緯向芯吸高度，蒸發(fā)性取蒸發(fā)速率，滴水?dāng)U散面積取反面面積，實(shí)驗(yàn)測(cè)試值匯總?cè)绫?所示。

首先，建立因素集U。

U=U1，U2，U3，U4，U5，U6，其中U1為透氣率，U2為透濕率，U3為吸水率，U4為芯吸高度，U5為蒸發(fā)速率，U6為滴水?dāng)U散面積。

然后，確定評(píng)判集V。

V=（V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，V10，V11，V12，V13，V14，V15）分別對(duì)應(yīng)于1～15種織物[7]。

第三，建立評(píng)判矩陣R。

本文采用數(shù)據(jù)經(jīng)歸一化處理方法確定評(píng)判矩陣，根據(jù)各指標(biāo)實(shí)際意義，所有指標(biāo)均按照越大越優(yōu)原則做極差標(biāo)準(zhǔn)化處理[8-9]，消除各測(cè)試指標(biāo)量綱和數(shù)量級(jí)所產(chǎn)生的誤差。

rij=uij-ujminujmax-ujmin（7）

式中：uij表示原始測(cè)試數(shù)值，ujmin原始測(cè)試數(shù)據(jù)的最小值，ujmax表示原始測(cè)試數(shù)據(jù)的最大值，得到評(píng)判矩陣R[10]。

第四，權(quán)重計(jì)算。

本文采用均方差法確定各因素的權(quán)重系數(shù)：

各因素的均方差：

求各指標(biāo)權(quán)重：

計(jì)算得到權(quán)重A=[0.16?0.15?0.17?0.170.17?0.19]。

最后計(jì)算綜合評(píng)判結(jié)果B=A·R，從而得到15種面料吸濕速干性能比較排序，結(jié)果如表3所示。

由模糊綜合評(píng)價(jià)得到15種面料吸濕速干性能綜合比較排序?yàn)椋?4#>3#>2#>4#>9#>6#>5#>1#>15#>13*>12#>8#>7*>10#>11*。

由表3可以看出：1）吸濕速干面料整體綜合性能明顯優(yōu)于普通面料，這也反映了當(dāng)前市場(chǎng)上吸濕速干面料受歡迎暢銷的原因。2）針織布中，集圈組織針織布整體吸濕速干性能明顯優(yōu)于緯平針組織;機(jī)織布中，斜紋組織機(jī)織布吸濕速干性能略優(yōu)于平紋織物，斜紋織物可通過吸濕排汗后整理達(dá)到較好的吸濕速干性，且原料為吸濕排汗紗線的織物綜合吸濕速干性能更好。3）吸濕速干纖維如COOLMAX、丙綸、COOLAIR表現(xiàn)出優(yōu)異的吸濕速干性能，比普通纖維如滌綸、錦綸、氨綸的吸濕速干性更好。4）后整理織物比采用吸濕速干纖維織物達(dá)到的整體綜合性能要好，但洗滌前后的各項(xiàng)性能表現(xiàn)的不太穩(wěn)定。5）9#、14#、15#都為100%滌綸，斜紋布，機(jī)織布。平方米質(zhì)量排序：14#>9#>15#，吸濕速干性能排序：14#>9#>15#。14#織物經(jīng)過吸濕排汗后整理，9#織物原料為吸濕排汗紗線，15#織物同樣為吸濕排汗紗線面料。因而得出：普通織物確實(shí)可通過后整理具有吸濕速干性能，織物平方米質(zhì)量和原料對(duì)織物的吸濕速干性能產(chǎn)生重要作用。

根據(jù)以上分析，3#和9#更適合用來制作吸濕速干服裝;10#織物的吸濕速干能力較差，但其面料組成有銅氨長(zhǎng)絲，織物具有涼爽感，因此可用來制作涼爽型服裝;11*為普通織物且吸濕速干性能最差，因此不適合用來制作功能性服裝。

4?結(jié)?論

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)15種織物進(jìn)行了滴水?dāng)U散面積、吸水率、芯吸高度、透濕性、蒸發(fā)性、透氣性測(cè)試，運(yùn)用均方差求權(quán)重的多指標(biāo)模糊綜合評(píng)判法獲得織物綜合吸濕速干性能優(yōu)劣的排序。分析可知，目前吸濕速干面料吸濕速干綜合性能明顯比普通面料要好。其中2#、3#是針織物里吸濕速干性能最強(qiáng)，11*織物最差;14#、9#織物是機(jī)織物里吸濕速干性能最強(qiáng)，9#織物吸濕排汗性能更穩(wěn)定，12#織物最差。根據(jù)本文研究結(jié)果，在市場(chǎng)上選購(gòu)吸濕速干服裝面料時(shí)，在所選材質(zhì)和面料中，針織面料中單向?qū)窬W(wǎng)格面料是首選;機(jī)織面料可選擇原料為吸濕排汗紗線的面料，吸濕排汗性能比經(jīng)過后整理的織物更為穩(wěn)定。企業(yè)和設(shè)計(jì)師可參照此研究進(jìn)行吸濕速干服裝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)，同時(shí)消費(fèi)者選購(gòu)吸濕速干服裝和面料時(shí)也可以此作為參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]倪邁. 新型吸濕排汗針織運(yùn)動(dòng)服裝面料的研究開發(fā)[D]. 上海： 東華大學(xué)， 2010.

NI Mai. Research and Development of New Moisture Wicking Knitted Sportswear Fabrics[D]. Shanghai： Donghua University， 2010.

[2]郜琳. 汗?jié)窨椢锏臒釢袷孢m性研究[D]. 北京： 北京服裝學(xué)院， 2009.

GAO Lin. Research on the Thermal and Humid Comfort of Wet Fabrics[D]. Beijing： Beijing Institute of Fashion， 2009.

[3]CHEN Yaping， YAN Yuxiu， WU Bingjing， et al. Summer sportswear fabrics research of jade fiber and comprehensive evaluation[N]. Proceedings Paper， 2015-12-13（01）.

[4]LIZ de Rome， LAUREN Meredith， REBECCA Ivers， et al. Validation of the principles of injury risk zones for motorcycle protective clothing[J]. Journal of Safety Research， 2014， 50：83-87.

[5]劉昀庭. 基于環(huán)保型再生聚酯纖維的吸濕速干紡織品研究與開發(fā)[D]. 杭州： 浙江理工大學(xué)， 2015.

LIU Yuting. Research and Development of Moisture-Absorbing and Quick-Drying Textiles Based on Environmentally Friendly Recycled Polyester Fibers[D]. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2015.

[6]李云鳳. 不同混紡比下仿棉聚酯針織物熱濕舒適性研究[D]. 上海： 東華大學(xué)， 2014.

LI Yunfeng. Research on Thermal and Moisture Comfort of Imitation Cotton Polyester Knitted Fabrics with Different Blending Ratios[D]. Shanghai： Donghua University， 2014.

[7]嚴(yán)會(huì). 竹原纖維面料涼爽舒適性評(píng)價(jià)及新產(chǎn)品開發(fā)[D]. 蘇州： 蘇州大學(xué)， 2006.

YAN Hui. Cool Comfort Evaluation and New Product Development of Bamboo Fiber Fabric[D]. Suzhou： Soochow University， 2006.

[8]高慧英. 基于模糊綜合評(píng)判體系的真絲縐類織物性能研究[J]. 絲綢， 2013， 50（6）： 33-36.

GAO Huiying. Study on performance of pure silk crepe fabric based on fuzzy comprehensive evaluation system[J]. Journal of Silk， 2013， 50（6）： 33-36.

[9]陳莉， 黃故， 張健飛. 微汗?fàn)顟B(tài)下薄型針織物濕舒適性的模糊綜合評(píng)價(jià)[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2007， 28（12）： 38-40.

CHEN Li， HUANG Gu， ZHANG Jianfei. Fuzzy evaluation of wet comfort of light weight knitted fabric under slightly sweated condition[J]. Journal of Textile Research， 2007， 28（12）： 38-40.

[10]王崎. 實(shí)用模糊數(shù)學(xué)：修訂版[M]. 北京： 北京科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 1992.

WANG Qi.Practical Fuzzy Mathematics：Revision[M]. Beijing： Beijing Science and Technology Literature Publishing House， 1992.