叢　杉，張　玥，馬明明

(上海工程技術(shù)大學(xué)，上海 201600)

防寒服面料與填料設(shè)計(jì)探析

叢杉，張玥，馬明明

(上海工程技術(shù)大學(xué)，上海 201600)

文章選了用常用的尼絲紡與春亞紡面料以及聚酯纖維、羊毛、羊絨填料進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。通過熱阻、濕阻實(shí)驗(yàn)測(cè)試，針對(duì)面料與填充設(shè)計(jì)提出相關(guān)建議，以此保證服裝的保暖透濕性能。

多層織物；熱阻；濕阻；熱濕舒適性

日常多層織物見于冬季服裝，主要有內(nèi)、外層織物和填料組合而成。首先防寒服的填料主要分為天然填料和化學(xué)填料。天然填料不僅柔軟舒適，而且在穿著時(shí)其透濕、透氣以及保暖性能都很好。其中羽絨填料的保暖性能最優(yōu)，其次是羊絨、羊毛類填料，保暖性能最差的是棉纖維。但是羽絨填料的體積偏大、儲(chǔ)存不便，而羊毛、羊絨保暖材料相對(duì)較輕薄并且保暖。除這些優(yōu)越的物理性能外，材料的可塑性以及產(chǎn)品價(jià)格上的降低趨勢(shì)，讓羊毛、羊絨填料類產(chǎn)品受到中老年人以及年輕人的喜愛。但是羊絨、羊毛類產(chǎn)品受季節(jié)的限制，消費(fèi)群相對(duì)比較狹窄，加上成本高、產(chǎn)品的技術(shù)含量低，是很多企業(yè)需要面臨的問題[1]。

人們?cè)诖┲篮r(shí)，一般會(huì)要求羽絨服具有防風(fēng)、透氣、防絨、輕薄柔軟、防水等功能。通常在外層面料選取時(shí)，羽絨服多選用高密細(xì)紗類織物，除了能夠滿足手感柔軟輕便的需求外，也能控制羽絨服防鉆毛性能，兼顧了其功能性[2]。目前著名的國際羽絨服知名品牌如：TheNorthFace、MONCLER等，羽絨服面料多采用尼龍面料，因?yàn)槟猃埫媪嫌泻芎玫哪湍バ院腿彳浶裕軌驖M足日常生活中的著裝需求，另外對(duì)生產(chǎn)商而言，尼龍面料在生產(chǎn)過程中消耗的成本相對(duì)較低，所以目前尼龍面料在高端羽絨服面料市場(chǎng)上占據(jù)著壟斷地位。除之外，在耐高寒羽絨服面料市場(chǎng)上，因良好的抗皺性和保形性，滌綸面料也占據(jù)相當(dāng)一部分比例。結(jié)合目前市面上防寒服材質(zhì)的消費(fèi)情況，本文選取市場(chǎng)中常見的羽絨服材料，針對(duì)多層織物保暖透濕性的影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，為防寒保暖類織物的生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供理論參考。

1　實(shí)驗(yàn)測(cè)試

1.1實(shí)驗(yàn)材料選取

以防寒服裝為研究對(duì)象，結(jié)合多層織物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取當(dāng)前市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣泛的防寒服面料與絮填料。其中外層織物選用尼絲紡與春亞紡兩種，主要以兩種織物的后期涂層織物為主。而絮填料為聚酯纖維、羊毛、羊絨三種化學(xué)與天然纖維，以及不同蓬松度與克重絮填料。利用所選取的織物，對(duì)多層織物保暖性與透濕性進(jìn)行影響因素的測(cè)試，具體的織物代碼與基本的物理結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

1.2實(shí)驗(yàn)材料性能測(cè)試

1.2.1織物的緊度與孔隙率測(cè)試

織物緊度表示紗線結(jié)構(gòu)的緊密程度，對(duì)舒適性能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。研究證明，當(dāng)織物兩側(cè)的濕度差在70%～80%時(shí)，織物的透濕指標(biāo)會(huì)隨著緊度的增加而線性減小[3]?？椢锏木o度測(cè)試結(jié)果如表2所示。

而對(duì)于填充織物來講，纖維蓬松，不是規(guī)律性交錯(cuò)排列。所以不能采用上述所涉及的織物緊度來表示。本文以含氣率來近似估計(jì)填充物的空隙率，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表1　面料 填料基本物理參數(shù)

表2　外層織物的緊度計(jì)算結(jié)果

表3　絮填料孔隙率

1.2.2織物的透氣性測(cè)試

目前通常采用ASTMD737-1996和GB/T5453-1997這兩種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)織物透氣性能進(jìn)行測(cè)量[4]。針對(duì)外層織物的測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4　表層織物的透氣率

表4是針對(duì)各個(gè)表層織物的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，測(cè)試設(shè)備自動(dòng)選擇為08號(hào)噴嘴，壓差和試樣的面積相同。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，C1面料透氣率高于含涂層的同類織物，含涂層織物的測(cè)試值幾乎為0，說明涂層降低了織物的透氣性。其中，C3織物透氣性能最好，與物理參數(shù)十分相近的C2對(duì)比，C2織物緊度相對(duì)較小，透氣性較高。

1.2.3織物的熱阻 濕阻測(cè)試

紡織材料的熱阻定義為織物兩面的溫差與垂直通過試樣的單位面積熱流量之比，用Rct來表示。通過一定面積的蒸發(fā)熱流量來定義濕阻，通常用Ret表示[5]。本文所使用的試驗(yàn)儀器為：YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻測(cè)試儀。測(cè)試結(jié)果如表5所示。

C1與C4織物進(jìn)行對(duì)比，在其他物理參數(shù)基本相近的情況下，防水劑涂層帶來的保暖效果不大，而織物的厚度在此起到很重要的作用，增加了織物的保暖性。C2與C3相比，后者的保暖性能

較好，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，后者紗線號(hào)數(shù)明顯較高。C4與C5相比，后者密度大，熱阻值較大。綜合以上所述，當(dāng)面料的厚度、織物密度和紗線的號(hào)數(shù)較小時(shí)，織物組織內(nèi)部能夠儲(chǔ)存相對(duì)多的靜止空氣，從而保暖性能得到提高。

含涂層C4、C5織物濕阻值明顯高于同類的C1織物，說明涂層降低了織物的透濕性能。這是由于在水蒸氣向外傳遞的過程中，涂層的影響織物的反面凝結(jié)成水的水珠較多，從而影響到了織物的透濕性能。對(duì)比同類型面料C2與C3，前者的透濕率相對(duì)較高。在其他物理參數(shù)接近的情況下，C2的緊度小，紗線細(xì)，提高了水蒸氣的透過率。C1與C2進(jìn)行對(duì)比，C2的濕阻較小，這是受滌綸織物自身優(yōu)良的透氣排濕性能的影響。

表5　試樣熱阻實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果

表6　試樣濕阻實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果

2　多層織物的組合設(shè)計(jì)

2.1多層織物組合

結(jié)合選用C1～C5面料作為外層織物，I1～I(xiàn)7作為填充物質(zhì)，O作為里層面料對(duì)上述試驗(yàn)材料進(jìn)行面料的組合設(shè)計(jì)。新的試驗(yàn)代碼依次按A1-A19的順序進(jìn)行操作，具體的面料組合如表7所示。針對(duì)組合的多層織物進(jìn)行保暖性和透濕性能測(cè)試，試驗(yàn)儀器采用YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻儀，對(duì)多層織物熱濕舒適性的影響因素進(jìn)行分析，獲取最優(yōu)組合，同時(shí)為多層織物的生產(chǎn)設(shè)計(jì)提出建議。

2.2多層織物的熱濕性能測(cè)試與分析

同樣采用YG(B)606G型紡織品熱阻濕阻測(cè)試儀對(duì)多層織物的熱濕性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合表7的組合類型，探究不同外層織物以及填充料的選用對(duì)熱濕性能的影響。

2.2.1多層織物的熱阻實(shí)驗(yàn)與分析

由圖1組合面料熱阻值可以看出，填料的改變對(duì)多層織物熱阻值的影響高于外層織物，這與本文實(shí)驗(yàn)面料的導(dǎo)熱系數(shù)偏低有關(guān)，所以提高防寒服保暖性的關(guān)鍵是內(nèi)部填料。這一結(jié)果與上述所測(cè)的單層織物熱阻結(jié)果相符。另外針對(duì)同種填料的多層織物進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，多層面料的測(cè)試熱阻的測(cè)試結(jié)果基本相同。所以為了提高多層織物的保暖性，外層面料需要選用厚度和織物緊度大，紗線號(hào)數(shù)低的尼絲紡。

表7　不同面料與填料的組合

圖1　組合面料熱阻值

由圖2含羊絨的多層織物熱阻分布圖中可以看出，羊絨的平方米克重越高，其熱阻和克羅值越大，多層織物的保暖性越好。說明填料的蓬松度對(duì)多層織物的熱舒適性有重要的影響。由于填料內(nèi)部所含的靜止空氣量增加，保暖率隨之增大。

圖2　含羊絨的多層織物熱阻分布圖

2.2.2多層織物的濕阻實(shí)驗(yàn)與分析

通過對(duì)多層織物的濕阻值進(jìn)行分析，填充料與外層織物對(duì)多層織物的導(dǎo)濕性能的影響都比較大。不含涂層的織物，由于水蒸氣能夠更好地透過微孔，因此濕阻較小，另外羊絨良好的吸濕性能與滌綸優(yōu)良的排濕性能，使其所組合的織物羊絨與C3的組合濕阻最小(A11-A15)，比較接近羊毛填料組合織物(A6-A10)，但前者的應(yīng)用價(jià)值高于后者。

由圖4組合面料的透濕指數(shù)可以看出，在外層織物相同的情況下，填料的選取對(duì)透濕指數(shù)的影響不大，然而外層織物的改變帶來的影響較大。對(duì)比分析表層織物對(duì)多層織物的透濕性能的影響發(fā)現(xiàn)，含涂層的織物C4、C5透濕指數(shù)較小，尤其是與同種織物C1織物進(jìn)行比較，表面涂層降低了多層織物的透濕性能。C2與C3對(duì)比，后者由于紗號(hào)數(shù)較粗，緊度較大，降低了其透濕性，也對(duì)多層織物的透濕性能產(chǎn)生了影響。另外，在織物規(guī)格相近的情況下，春亞紡所組成多層織物其熱濕舒適性能優(yōu)于尼絲紡所組成的織物。

圖3　組合面料濕阻

圖4　組合面料的透濕指數(shù)

3　結(jié)論

通過對(duì)試樣的熱濕性能測(cè)試，得出以下結(jié)論：首先在保暖性能方面，絮填料所產(chǎn)生的影響比表層織物種類的影響大。相反，在透濕性方面，表層織物所產(chǎn)生的影響相對(duì)強(qiáng)一些。其次，在對(duì)保暖性分析時(shí)，填料的平方米克重、表層織物的后整理產(chǎn)生的影響較大，在一定范圍內(nèi)，蓬松度越大，克重越高，織物的保暖性越好。另外，在對(duì)多層織物透濕性能分析時(shí)，絮填料的吸濕性、表層織物紗線指數(shù)和織物緊度對(duì)其影響較大。除此之外，在織物規(guī)格相近的前提下，春亞紡組合織物在熱濕舒適性上優(yōu)于尼絲紡織物，通過增加春亞紡織物緊度和紗線指數(shù)能夠增強(qiáng)組合面料的熱濕性能?？傊趯?duì)多層面料組合設(shè)計(jì)時(shí)，除了選用高熱阻的面料外，還要注重面料的透氣率，以此保證服裝的熱濕舒適性。

[1]程銘.羊絨服裝的新舒適性研究[D].大連：大連工業(yè)大學(xué),2008.

[2]鄭慧,余運(yùn)慶.幾塊羽絨面料的服用性能評(píng)價(jià)[J].四川絲綢, 2004，(3):16.

[3]張新安.織物緊度與透濕性關(guān)系及透濕的測(cè)量方法[J].紡織學(xué)報(bào),2002,23(2):115—117.

[4]姚穆,周錦芳等.紡織材料學(xué)(第一版)[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1990.

[5]楊付霞，汪黎明.層壓復(fù)合工藝優(yōu)化[J].山東紡織科技，2012,53(1)：47—49.

FabricandFillingDesignofWinterCoat

Cong Shan, Zhang Yue, Ma Mingming

(ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201600,China)

Nylontaffetaandpongeefabricweredesignedtocombinethefilliingofpolyester,woolandcashmere.Throughthetestoftheheatresistanceandmoistureresistance,therelevantsuggestionsaboutfabricandfillingdesignwereputforward,inordertoensurethewarmthandmoisturepermeabilityofclothing.

multi-layerfabric;heatresistance;moistureresistance;heatandmoisturecomfort

2014-12-17

上海工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(E1-0800-14-02353)

叢杉(1973-)，女，吉林吉林人，副教授。

TS941.1

A

1009-3028(2015)02-0030-05