王康康，李崢嶸，任清慶，馮 云,黃 鋼

（1.五邑大學(xué)，廣東江門(mén)529020；2.寧波檢驗(yàn)檢疫科學(xué)技術(shù)研究院，浙江寧波315100）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)服裝舒適性、輕薄性及美觀性的要求逐漸提升。傳統(tǒng)的保暖服裝屬于被動(dòng)式御寒保暖，利用纖維之間的靜止空氣阻隔熱量散失，但使用一段時(shí)間后該類(lèi)服裝的保暖性能會(huì)因空氣層的變化而下降，因此傳統(tǒng)的保暖服裝正逐漸退出市場(chǎng)，各種發(fā)熱纖維應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)熱纖維包括吸濕發(fā)熱、電能發(fā)熱、光能發(fā)熱、相變放熱、化學(xué)放熱等纖維[1]，它們都是積極產(chǎn)熱式保暖材料[2]。當(dāng)人體接觸到用發(fā)熱纖維制作的紡織品時(shí)，身體因發(fā)熱纖維的作用會(huì)感到微熱感[3]。

目前，發(fā)熱纖維大多是將發(fā)熱材料融入到化學(xué)纖維中，利用發(fā)熱纖維在一定條件下自行發(fā)出熱量并阻止熱量流失從而達(dá)到保暖效果，使得纖維的功能性得到提高[4]。發(fā)熱纖維一般具有良好的吸濕性，可使皮膚無(wú)悶濕感，給人的感覺(jué)既干爽又溫暖。發(fā)熱纖維的使用改善了傳統(tǒng)厚重的保暖面料，可以獲得輕、薄、柔、暖等特點(diǎn)的面料。

目前，市面上標(biāo)稱(chēng)具有發(fā)熱功能的服裝琳瑯滿(mǎn)目。本文選取市面上厚度和面密度相近的5只針織保暖內(nèi)衣試樣，其中：1號(hào)試樣宣稱(chēng)含有EKS纖維，且具有吸濕發(fā)熱功能；2號(hào)試樣宣稱(chēng)含有改性腈綸絲；3號(hào)及4號(hào)試樣宣稱(chēng)纖維本身有吸濕發(fā)熱功能；5號(hào)試樣為普通保暖內(nèi)衣。通過(guò)對(duì)上述5只試樣的吸濕發(fā)熱性、保暖性、透氣性、透濕性、起毛起球性、抗紫外線等性能進(jìn)行測(cè)試分析，研究發(fā)熱纖維的功能性。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

選取5只保暖內(nèi)衣樣品作為試驗(yàn)材料，1號(hào)、2號(hào)和5號(hào)試樣由淘寶網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)，3和4號(hào)試樣由商場(chǎng)專(zhuān)賣(mài)店購(gòu)買(mǎi)。

1.2 儀器與設(shè)備

YG141LA型數(shù)字式織物厚度儀、圓盤(pán)采樣器（Atlas M236A）、YG502G織物起球起毛儀、NF2021紡織品抗紫外線測(cè)試儀、YG606G型熱阻濕阻測(cè)試儀、YG601H-III透濕儀和YG-4616全自動(dòng)透氣量?jī)x（上述儀器均由寧波紡織儀器廠生產(chǎn)）。

1.3 測(cè)試方法

1.3.1 織物厚度

按照GB/T 3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測(cè)定》測(cè)試，壓腳面積為（2 000±20）mm2，加壓時(shí)間10 s，加壓1 kPa。

1.3.2 織物面密度

按照FZ/T 70010—2006《針織物平方米干燥重量的測(cè)定》測(cè)試，圓刀劃樣截面積為10 000 mm2。

1.3.3 吸濕發(fā)熱性能

按照FZ/T 73036—2010《吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣》附錄A測(cè)試。

1.3.4 保暖性

按照GB/T 11048—2018《紡織品生理舒適性穩(wěn)態(tài)條件下熱阻和濕阻的測(cè)定（蒸發(fā)熱板法）》測(cè)試。

1.3.5 透氣性

按照GB/T 5433—1997《紡織品織物透氣性能的測(cè)定》測(cè)試，試驗(yàn)面積為20 cm2，壓降為100 Pa。

1.3.6 透濕性

按照GB/T 12704.1—2009《紡織品織物透濕性試驗(yàn)方法第1部分：吸濕法》測(cè)試，試驗(yàn)溫度為38℃、相對(duì)濕度為90%。

1.3.7 起毛起球性

按照GB/T 4802—2008《紡織品織物起毛起球性能的測(cè)定第1部分：圓軌跡法》測(cè)試。

1.3.8 防紫外線性

按照GB/T 18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 厚度和面密度

5只試樣各組成成分（已知）、所測(cè)厚度和面密度見(jiàn)表1。

2.2 吸濕發(fā)熱性

纖維吸濕發(fā)熱的原理在于身體散發(fā)具有較高動(dòng)能的水蒸氣分子與纖維中的親水性基團(tuán)結(jié)合，水蒸氣分子因被吸附而靜止，根據(jù)能量守恒定理，在兩者勢(shì)能不變的前提下，水蒸氣分子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱量，釋放出來(lái)，即纖維吸收水分后熱量就會(huì)釋放出來(lái)，因此，纖維的吸濕發(fā)熱性能與纖維的吸水性密切相關(guān)。根據(jù)FZ/T 73036—2010《吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣》要求，最高升溫值≥4.0℃，30 min內(nèi)平均升溫值≥3.0℃，5只試樣的吸濕發(fā)熱性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。

表1 5只試樣組分和規(guī)格

圖1 5只試樣吸濕發(fā)熱性能測(cè)試結(jié)果

由圖1可以看出：5只試樣的吸濕發(fā)熱性能均不能滿(mǎn)足《吸濕發(fā)熱針織內(nèi)衣》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求；2號(hào)面料發(fā)熱性能相對(duì)較好，5號(hào)試樣最差；2號(hào)試樣含有改性腈綸絲，對(duì)腈綸進(jìn)行改性處理可使纖維的吸水性增加，試樣中的莫代爾纖維具有較好的吸濕性，故試樣整體吸濕發(fā)熱性能較好；5號(hào)試樣主要成分為聚酯纖維，而聚酯纖維的吸濕性能差，回潮率僅為0.4%，故其吸濕發(fā)熱性能較差；3號(hào)和4號(hào)試樣均聲稱(chēng)具有“吸濕發(fā)熱”功能，吸收人體散發(fā)的濕氣并轉(zhuǎn)化成熱能，由測(cè)試結(jié)果來(lái)看，兩者吸濕發(fā)熱性能均比1號(hào)和5號(hào)試樣好，可能是由于對(duì)腈綸進(jìn)行了改性處理，使得其吸濕性能有所提升；含15%EKS纖維的1號(hào)試樣的吸濕發(fā)熱性能并不突出，雖然EKS的回潮率達(dá)到46.7%，具有較好的吸濕性能，但因其在織物中的占比低（僅有15%），故對(duì)面料整體的吸濕發(fā)熱性能提升不明顯[5]。

2.3 保暖性

織物的保暖性大小取決于織物中靜止空氣的含量。目前，用于表征織物保暖性的指標(biāo)主要有保溫率、傳熱系數(shù)及克羅值[6]?？椢锏谋Ｅ阅芘c其保溫率和傳熱系數(shù)有關(guān)，保溫率越大，傳熱系數(shù)越小，保溫性能越好。克羅值是熱阻的表示單位，克羅值越高，表明服裝隔熱的能力越強(qiáng)，也就是保溫效果越好。5只發(fā)熱面料的保暖性能測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 織物保暖性測(cè)試結(jié)果

由表2可知：3號(hào)試樣保溫率和克羅值最高，傳熱系數(shù)最小；5號(hào)試樣的保溫率最低，克羅值也最低，傳熱系數(shù)卻最大，是由于織物的保溫率、克羅值及傳熱系數(shù)主要與織物的厚度有關(guān)，織物越厚，保溫率及克羅值越大，織物越薄，保溫率及克羅值越?。?號(hào)試樣含EKS纖維織物，其厚度及面密度均小于2號(hào)試樣，但其保溫率與克羅值均大于2號(hào)試樣，且1號(hào)試樣與4號(hào)試樣的厚度和面密度接近，但保溫率與克羅值均大于4號(hào)試樣，說(shuō)明含15%的EKS纖維織物的保溫性能相對(duì)較好。

2.4 透氣性及透濕性

透氣性能是指氣體分子通過(guò)織物的能力，透濕性能是指水蒸氣透過(guò)織物的能力，兩者均是評(píng)價(jià)服用織物舒適性的重要指標(biāo)。用透氣率和透濕率分別衡量織物的透氣性能和透濕性能時(shí)，所測(cè)數(shù)值越大，說(shuō)明織物的透氣、透濕性能越好。5只試樣透氣性能及透濕性能測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3 織物透氣性能及透濕性能測(cè)試結(jié)果

由表3可知：試樣1和試樣2的透氣性能最好，說(shuō)明腈綸含量高，透氣性好，聚酯纖維含量高，透氣性差；試樣4和試樣3透濕性能最好，可能是兩只試樣中所含的改性腈綸具有較好的吸濕、發(fā)熱和保暖的作用，使得試樣的整體透濕性較好；由于黏膠纖維具有較高的回潮率，因而含有33%黏膠纖維的4號(hào)試樣具有較好的吸水性，透濕性能最好；試樣5的透氣性和透濕性能最差，是因?yàn)樵嚇?由90.3%的聚酯纖維和9.7%的氨綸組成，而聚酯纖維的回潮率僅為0.4%，其透氣性和吸濕性能較差，因而5號(hào)試樣雖厚度及面密度比其他4種纖維低，但透氣性和透濕性能卻最差。

2.5 起球性

織物的起毛起球程度是影響織物服用性能、決定紡織產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)。5只試樣的起球性能測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表4。

表4 織物起球性能測(cè)試結(jié)果

由表4可知：5號(hào)試樣的起毛起球性能最好，測(cè)試后試樣表面幾乎無(wú)變化，是由于5號(hào)試樣由90.3%聚酯纖維和9.7%氨綸組成，聚酯纖維強(qiáng)力大，紗線不易斷裂，故不易起毛起球；3號(hào)試樣中聚酯纖維的含量高于4號(hào)試樣，因而3號(hào)試樣的起毛起球性?xún)?yōu)于4號(hào)試樣；1號(hào)試樣含有EKS纖維，其起毛起球性能為3級(jí)，說(shuō)明EKS纖維的抗起毛起球性能不突出。

2.6 抗紫外線性

紫外線透過(guò)率（UVA、UVB）和紫外線防護(hù)系數(shù)（UPF）是評(píng)價(jià)面料防紫外線性能的兩個(gè)主要指標(biāo)。紫外線透過(guò)率越小，紫外線防護(hù)系數(shù)越大，織物防紫外線的能力就越強(qiáng)。根據(jù)織物防紫外線標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18830—2009《紡織品防紫外線性能的評(píng)定》知：試樣UPF＞40、且T（UVA）＜5%時(shí)，可稱(chēng)為“防紫外線產(chǎn)品”。5只發(fā)熱面料試樣的抗紫外線性能測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表5。

由表5可知：除了1號(hào)試樣，其余4只試樣均具有較好的抗紫外性能，都可標(biāo)注為“防紫外線產(chǎn)品”；含EKS纖維的1號(hào)試樣在厚度和面密度均超過(guò)4號(hào)和5號(hào)試樣的條件下所測(cè)UPF值卻最低，說(shuō)明EKS纖維在抗紫外性能方面無(wú)顯著的優(yōu)勢(shì)。

表5 織物抗紫外線測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

（1）保暖內(nèi)衣的吸濕發(fā)熱性能主要與織物的纖維成分有關(guān)，吸濕性強(qiáng)的纖維含量高，織物的吸濕發(fā)熱性能也會(huì)相對(duì)高；織物的保暖性能主要與織物的厚度、面密度及纖維的種類(lèi)有關(guān)。

（2）含15%EKS纖維的織物在相近厚度及面密度的條件下，保暖性方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但在吸濕發(fā)熱性、抗紫外性等性能方面無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

（3）織物組分中腈綸含量較高時(shí)，透氣性相對(duì)較好；織物組分中聚酯纖維含量較高時(shí)，透氣性相對(duì)較差；織物組分中含有莫代爾、黏膠等回潮率較大的纖維時(shí)，其透濕性相對(duì)較好，且聚酯纖維含量高的織物透濕性相對(duì)較差。